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线路终端塔安装变电站进线避雷器时的选型要求

2021-07-09 08:00:35

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不同设备避雷器的功能。

1.1线路避雷装置。

线路避雷器的作用是防止雷电过电压导致线路跳闸。目前线路避雷器多采用串联间隙氧化锌避雷器,近年来安装的线路避雷器主要是带串联空气间隙。一般情况下,线路避雷器的绝缘配合原则是在雷电过电压超过一定范围时动作,防止线路跳闸,操作过电压时不动作(对于一些500kV以上的长线路,由于操作过电压超过GB311.1限值,也有为了限制操作过电压而动作的避雷器)。

1.2电站避雷装置。

电站避雷器的作用是防止雷击过电压对变电设备的损坏,同时防止过高的操作过电压损坏变电设备的绝缘。因此,常规站内避雷器需要同时响应高雷击过电压和高操作过电压。

1.3进线避雷器的作用。

变电站内线路进站避雷器的作用是防止多次雷击对变电设备的损坏。当线路遭受雷击而发生单相接地故障时,两侧站内开关跳出故障相(等待重叠)。此时,如果线路跳闸相再次遭受雷击,雷击入侵波将在开关断口处完全反射,断口承受的过电压范围将增加到入侵波电压的2倍。如果没有避雷器限制入侵雷电的过电压范围,反射产生的电压将大大高于断口雷电冲击的绝缘水平,导致开关断口外绝缘或内绝缘坏。

避雷装置本质上是一种电站防雷检测的避雷装置,因此其绝缘配合方式接近1.2节常规电站避雷装置。值得注意的是,当电站避雷装置转移到线路终端塔时,需要调整其保护距离。按照国家电网生〔2009〕1208号《防止多雷区变电站断路器等设备雷害事故的技术措施》。

避雷器安装

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进线避雷器能否安装在终端塔上。

目前变电站站址小型化趋势明显,大量变电站采用紧凑型设计,防雷施工时为节省空间,部分变电站采用将线路进站避雷装置安装在线路终端塔上的设计。这样的设计允许吗?回答是肯定的,根据《交流电力系统金属氧化物避雷器使用指南》(DL/T804-2014)5.1节,电站用避雷装置限制3kV-l000kV电站设备的操作和雷击过电压。避雷装置通常安装在电站设备附近的相对位置之间;但是,对于雷击活动强烈区域的110(66)kV-220kV开放式变电站,当需要在线路侧安装避雷装置来限制多个雷击过电压时,如果变电站没有安装位置,也可以安装在进线第1基杆塔上。

另外,国家电网生[2009]1208号发布了《关于防止多雷地区变电站断路器等设备雷害事故的技术措施》,对避雷器的选型和参数要求作了明确规定。

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在终端塔上安装进线避雷器的选择要求。

3.1线路避雷装置的选择要求。

由于线路避雷器安装范围广,数量多,避雷器可能会受潮或劣化,导致阀片绝缘性能下降。为了防止避雷器本体性能下降时操作过电压误动,线路避雷器一般采用串联间隙型式,要求串联间隙能承受线路操作过电压。以220kV为例,根据DL/T620的要求,线路操作过的电压幅度不超过2.0Pu,换算成幅度(峰值)约为400kV,所以空气间隙需要承受400kV操作过的电压,不要破坏。根据DL/T815-2012《交流输电线路复合外套金属氧化物避雷器》,线路避雷器需要900±50mm的空气间隙。

3.2电站避雷装置的选择要求。

电站避雷器一般选用无间隙避雷器,电站电气设备的雷击耐电压UeL应与避雷器的雷击残压配合

UeL=k1ULP

其中k1为配合系数,ULP为避雷器残压。对于电气设备的绝缘水平,避雷器靠近设备时取1.25,其他情况取1.40。对于电气设备的外绝缘水平,配合系数取1.4。

对于500kV电气设备,其绝缘水平主要由操作过电压控制。根据过电压保护程序第10.4.3的规定,500kV电气设备在操作过电压下的绝缘配合系数不应小于1.15。因此,对于500kV站的避雷器,还应考虑操作过电压下的残压与电气设备的配合。

特定的电站避雷器参数选择要求可参考文献《无间隙金属氧化物避雷器参数选择-陆平》、《GB/T50064-2014交流电器过压保护与绝缘配合设计规范》。

3.3终端塔安装避雷器时的选择要求。

根据《DL/T804-2014交流电力系统金属氧化物避雷器使用指南》5.2节,用于限制110(66)kV-220kV开放式变电站多重雷过电压的串联间隙避雷器的结构形式类似于线路避雷器,但避雷器本体参数和间隙放电电压的值不同。前者用于保护变电站设备,需要与变电站设备的绝缘水平相匹配。避雷器的放电电压选择与避雷器本体的残压相近,间隙距离相对较小,避雷器本体参数与站用无间隙避雷器相同;后者用于线路防雷保护,防止线路雷击跳闸,其放电电压与线路雷击绝缘水平相匹配,间隙距离相对较大。

以220kV系统为例,220kV断路器的雷击耐受电压为1050kV。考虑到开关断开后后续雷电波的全反射,避雷器应将入侵雷电的过电压限制在耐受水平的1/2以下。因此,根据《DL/T804-2014交流电力系统金属氧化物避雷器使用指南》7.15节,有间隙避雷器(安装在终端塔上的线路进站避雷器)本体的冲击保护水平应与变电站设备的绝缘水平相匹配,避雷器的冲击放电压应与变电站设备的冲击绝缘水平相匹配。避雷器的雷击放电压选择应与避雷器本体的雷击残压值相等。220kV间隙避雷器的雷击放电压不应大于500kV。同国家电网络学生[209]1208号关于发布《多雷区变电站断路器等设备雷击事故技术措施》文件中的第四点相同:安装在250kV系统上的雷击设备应与250kV系统相同。

对220kV进站避雷器,要求50%的雷击放电电压不超过500kV,此时50%的空气间隙雷击放电电压约为220kV,而传统线路避雷器50%的雷击放电电压不超过900kV,50%的串联间隙雷击放电电压约为620kV,可见线路进站避雷器的串联间隙应明显短于传统线路避雷器,所以这种避雷器又称短间隙避雷器。

避雷器安装公司

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总结。

1)普通线路避雷器只在雷电过电压下工作,而电站避雷器在雷电过电压和高幅操作过电压下工作。

2)线路进站避雷器主要的防雷设计的作用是防止多次雷击对变电设备的损坏。

3)线路入口避雷器可安装在站内入口间隔。此时,应使用无间隙避雷器或站外线路终端塔。此时,应使用有间隙的避雷器(短间隙避雷器)。

4)安装在线路终端塔上的线路进站避雷器,避雷器本体的性能参数应与变电站母线MOA相同(不能直接选择线路避雷器),110kV、220kV带间隙金属氧化物避雷器的50%放电电压应分别在250kV和500kV以下。


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