高电压论文题目:220KV变电站防雷综合保护的研究与设计班级:电气自动化本科一班姓名:马xx学号:xxxxxx摘要雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。
变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所,它担负着从电力系统送电,经过变压,然后配电的任务。
显然,变电所是供电系统的枢纽,在供电系统中占有重要的地位。
正因为变电所在电力系统的重要性,保证变电所的安全可靠运行的工作就显得十分重要。
雷电防护问题是变电所不安全因素之一,如果变电所发生雷击事故,将造成大面积的停电。
给社会生产和人民生活带来不便,所以变电所成为电力系统中防雷的重要保护部位。
为了保证变电所的安全运行就要求防雷措施必须十分可靠。
变电所要做到达到防雷标准的合格,必须对变电所的各个部分进行防雷保护。
其中包括变电所的直击雷防护、变电所对感应雷的防护、变电所的进线防雷、变压器及其他配电设备的雷电防护、变电所的整体防雷接地。
只有做好各个部分的防雷措施才能保证变电所安全运行。
关键词:变电所;防雷;变压器;接地AbstractLightning is a discharge phenomenon of a majestic and with lightning and thunder is a bit daunting. Lightning produced in convection development strong cumulonimbus clouds, so often accompanied by a strong gust of wind and rain, sometimes accompanied by hail and tornado.Substation is the power system to the electric energy of the voltage and current of the transformation, concentration and distribution of the place, it is charged from the power system to send electricity, through the transformer, and then power distribution. Obviously, the power supply system is the key of the power supply system, which plays an important role in the power supply system. Because of the importance of the power system, it is very important to ensure the safe and reliable operation of substation. Lightning protection is one of the unsafe factors in substation. If the lightning accident occurred in the substation, it will cause a large area of power failure. To the social production and people's life brings inconvenience, so the electric power system has become an important part of lightning protection in power system. In order to ensure the safe operation of substation, lightning protection measures must be very reliable. Substation to achieve lightning protection standards, must be on all parts of the substation lightning protection. Including the transformer substation lightning protection, substation are on the induction lightning protection, substation of in lightning protection of line lightning protection, transformer and other power distribution equipment, change the overall lightning protection and grounding. Only by doing all parts of the lightning protection measures to ensure the safe operation of substation.Keywords: substation; lightning protection; transformer; grounding目录1雷电的主要危害................................................ - 1 - 2电站的直击雷保护设计避雷针(线)的保护范围.................... - 2 -2.1避雷针(线)的保护范围................................ - 3 -2.2站的直击雷保护........................................ - 6 - 3变电站的感应雷保护设计........................................ - 7 -3.1 避雷器的基本类型和结构............................... - 12 -3.2 对避雷器的基本要求................................... - 12 -3.3 变电所的侵入波过电压防护............................. - 13 - 4目前我国高压线路的防雷研究................................... - 13 -1雷电的主要危害雷电的主要危害有以下几种形式:1.电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,如此巨大的电压瞬间冲击电气设备,足以击穿绝缘层使设备发生短路,导致燃烧、爆炸等直接灾害。
2.电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流,并产生大量的热能,在雷击点的热量会很高,可以导致金属的熔化,引发火灾和爆炸。
3.雷电流机械效应主要表现为被雷击的物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡。
4.雷电流静电感应可以使被击导体感生出与雷电性质相反的大量电荷,当雷电消失来不及流散时,即会产生很高电压,发生放电现象从而导致火灾。
5.雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场,其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。
6.电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路断路而燃烧导致火灾。
7.雷电流能破坏电力系统的各个元件,有可能造成发电机、电力变压器、断路器和其它电气设备绝缘损坏,线路上的绝缘子也会因为雷击而发生闪络或碎裂、导线烧断和木质电杆被雷劈裂等事故。
2电站的直击雷保护设计2.1避雷针(线)的保护范围避雷针(线)的保护原理是,当雷云放电接近地面时它便地面电场发生畸变,茬避雷针(线)的顶端,形成局部电场强度集中的空间,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针(线)放电,再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。
虽然避雷针(线)的高度比较高(必须高于被保护物体,一般为 20m~30m),但在雷云—大地这个高达几公里,方圆几十公里的大电场内的影响却是很有限的。
雷云在高空随机飘移,先导放电的开始阶段随机地胞任意方向发展,不受地面物体的影响,如图 1-l(a)所示。
当先导放电向地面发展到某一高度 H 以后,才会在一定范围内受到避雷针(线)的影响(图1-1(b)),对避雷针(线)放电。
H 称为定向高度,与避雷针的高度 h 有关。
据模拟试验,当h≤30m 时,H≈20h;当 h>30m 时,H≈600m。
图1-1 接地物体对雷电先导发展的影响避雷针(线)的保护范围是指被保护物体在此空间范围内不致遭受雷击。
我国标准使用的避雷针(线)保护范围的计算方法,是根据雷电冲击小电流下的模拟试验研究确定的,并以多年运行经验作了校验。
试验不考虑电流具体数值的影响;保护范围是按保护概率 99.9%(即屏蔽失效率或绕击率 0.1%)确定的。
也就是说,保护范围不是绝对保险的,而是相对于某一保护概率而言。
2.1.1避雷针的保护范围单根避雷针的保护范围如图 1-2。
设避雷针的高度为 h(m),被保护物体的高度为 hx (m) ,则避雷针的有效高度ha= h — hx ,在 hx 高度上避雷针保护范围的半径rx ,(m)由以下公式计算:当 hx ≥ 时rx = (h -hx )p = ha p (1-1)当 hx < 时rx = (1.5h -2hx )= p (1-2)式中 p 是考虑避雷针高度影响的校正系数,称为高度影响系数。
当 h≤30m 时,p=1;当 30m<h≤120m 时,p= 5.5 /h ; h>120m 时,按 120m 计算。
式(1-1)和式(1-2)可由几何图表示(图 1-2)。
从避雷针顶点何下作 45°斜线,此斜线旋转而成的锥体,构成x h ≥2h 时的保护范围。
从地平面距避雷针 1.5h 处向避雷针0.75h 高处作连线,此连线旋转成的锥体,构成2h h x <时的保护范围。
工程上多采用两根或多根避雷针以扩大保护范围,两根避雷针的保护范围如图 1-3 所示,可按下述步骤计算。
两针外侧的保护范围按单针的方法确定。
两针之间的保护范围由通过 1、0、2 三点的圆弧画出,0 点的高度 0h 按下式计算:p Dh h 70-=(1-3)式中 D 为两针之间的距离,p 为校正系数,意义同前。