【正文】 2z 間的保護寬度 避雷針 2 和等效避雷針 1 間的距離 39。 ( )D D h h P? ? ? ,即 39。7O DhhP?? ,即 Oh = 米 在高度為 1xh 的平面保護范圍一側(cè)寬度 xb 按下式計算： ( )x O xb h h??,即 xb = 米＞ 0 滿足要求 1z 與 3z 間的保護寬度 計算公式不再重述 39。D = 米 Oh = 米 xb = 米＞ 0 滿足要求 3z 與 4z 間的保護寬度 39。 2z 、 3z 及 4z 間 xb 也都大于 0，則 2z 、 3z 、 4z 所形成的三角形全部面積都受保護。 二、再計算 xh =16 的平面 （ 1）先計算 1z 、 4z 單個避雷針的保護范圍 避雷針最高高度 maxh ≤ 30m，故高度影響系數(shù)取 P =1。D 按下式計算 4139。D = 米 兩針間的保護范圍可通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣的最低點 O 的圓弧確定， O點的高度 hO 按下式計算 39。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 第三章 變電 所 進線的防護 對變電所進線實施保護 , 其目的就是限制流經(jīng)避雷器 的雷電電流幅值和雷電波的陂度。因此 , 在接近變電所的進線上加裝避雷線是 防雷的主要措施。110 kV 及以上的線路 , 一般沿全線裝設避雷線 , 35 kV 的線路只在變電站的進線 1 km～2 km 長度內(nèi)裝設避雷線。為保護進出線斷路器及隔離開關 , 在變電站線路的進出口裝設三相一組避雷器。 避雷線計算原理 同上 。 實際進線防護設計 本設計方式說明 因為本次設計變電站 110 千伏輸電線路采用避雷線全程保護的方式，故設計將不再另外設置進線段避雷線，而且進線首段抑制沖擊波幅值的避雷器也不需要考慮。 線路側(cè)避雷器選型 詳見第四章。 變壓器的基本保護措施是在接近變壓器處安裝避雷器 , 這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。同時 , 避雷器的連線應與變壓器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點連接在一起 , 這樣 , 當侵入波使避雷器動作時 , 作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了 ( 不包括接地電阻上的電壓壓降 ) , 就減少了雷電對 變壓器破壞的機會。各組避雷器應用最短的連線接到變電裝置的總接地網(wǎng)上。避雷器至變壓器間的電氣距離超過允許值時 , 在變壓器附近增設一組避雷器。小接地電流系統(tǒng)中的變壓器的中性點一般不裝設閥型避雷器。 閥式避雷器 采用閥式避雷器進行雷電過電壓保護時，除旋轉(zhuǎn)電機外，對不同電壓范圍、不同系統(tǒng)接地方式的避雷器選型如下： a)有效接地系統(tǒng)，范圍Ⅱ應該選用金屬氧化物避雷器；范圍Ⅰ宜采用金屬氧化物避雷器。 c)不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓等發(fā)生的可能性及其嚴重程度，可任選金屬氧化物避雷器或碳化硅普通閥式避雷器。 有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器和碳化硅閥式避雷器的額定電壓，在一般情況下應符合下列要求： a)110kV及 220kV有效接地系統(tǒng)不低于 。 g。 g 為發(fā)電機最高運行電壓。 g。 b)避雷器能承受所在系統(tǒng)作用的暫時過電壓和操作過電壓能量。 發(fā)電廠和變電所內(nèi) 35kV及以上避雷器應裝設簡單可靠的多次動作記錄器或磁鋼記錄器。 Umgmm ?UU Um。g Um。g 35kV、66kV Um 3/mU Um Um 消弧線圈 Um。g 3/mU 。 Umg 低電阻 Um — Um — 高電阻 Um。g 3/mU ；3/gm?U Um； Um Um 2 330kV、 500kV括號外、內(nèi)數(shù)據(jù)分別與工頻過電壓 。 4 110kV、 220kV變壓器中性點不接地且絕緣水平低于表 21 所列數(shù)值時，避雷器的參數(shù)需另行研究確定。保護間隙的主間隙距離不應小于表 43 所列數(shù)值。 保護間隙宜在其接地引下線中串接一個輔助間隙，以防止外物使間隙短路。 表 43 保護間隙的主間隙距離最小值 系統(tǒng)標稱電壓 kV 3 6 10 20 35 間隙距離 mm 8 15 25 100 210 表 44 輔助間隙的距離 系統(tǒng)標稱電壓 kV 3 10 20 35 輔助間隙距離 mm 5 10 15 20 范圍Ⅱ發(fā)電廠和變電所高壓配電裝置的雷電侵入波過電壓保護 2km架空進線保護段范圍內(nèi)的桿塔耐雷水平應該符合表 45 的要求。 表 45 有避雷線線路的耐雷水平 標稱電壓 kV 35 66 110 220 330 500 耐雷水平kA 一般線路大跨越檔中央和發(fā)電廠、變電所進線保護段 20～ 30 30 30～ 60 60 40～ 75 75 75～ 110 110 100～ 150 150 125～ 175 175 具有架空進線電氣設備采用標準絕緣水平的 330kV 發(fā)電廠和變電所敞開式高壓配電內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 24 裝置中，金屬氧化物避雷器至主變壓器的距離，對于單、雙、三和四回進線的情況，分別為 90m、 140m、 170m和 190m。 敞開式發(fā)電廠和變電所采用 112 斷路器主接線時，金屬氧化物避雷器宜裝設在每回線路的入口和每一主變壓器回路上，母線較長時是否需裝設避雷器可通過校驗確定。當升壓 變壓器經(jīng)較長的氣體絕緣管道或電纜接至 GIS 母線時 (如水力發(fā)電廠 )以及接線復雜的 GIS 發(fā)電廠和變電所的避雷器的配置可通過校驗確定。 范圍Ⅰ發(fā)電廠和變電所高壓配電裝置的雷電侵入波過電壓保護 發(fā)電廠和變電所應采取措施防止或減少近區(qū)雷擊閃絡。 220kV 架空送電線路，在 2km 進線保護段范圍內(nèi)以及 35kV～ 110kV 線 路在 1km～ 2km進線保護段范圍內(nèi)的桿塔耐雷水平應該符合表 45 的要求。最大不應超過 30176。 在雷季，如變電所 35kV～ 110kV進線的隔離開關或斷路器可能經(jīng)常斷路運行，同時線路側(cè)又帶電，必須在靠近隔離開關或斷路器處裝設一組排氣式避雷器 FE。如 FE 整定有困難，或無適當參數(shù)的排氣式避雷器，則可用閥式避雷器代替。 發(fā)電廠、變電所的 35kV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設閥式避雷器，其接地端應與電纜金屬外皮連接。 如電纜長度不超 過 50m或雖超過 50m，但經(jīng)校驗，裝一組閥式避雷器即能符合保護要求，圖 11 中可只裝 F1 或 F2。 連接電纜段的 1km架空線路應架設避雷線。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 圖 具有 35kV及以上電纜段的變電所進線保護接線 (a)三芯電纜段的變電所進線保護接線； (b)單芯電纜段的變電所進線保護接線 具有架空進線的 35kV及以上發(fā)電廠和變電所敞開式高壓配電裝置中閥式避雷器的配置。閥式避雷器與主變壓器及其他被保護設備的電氣距離超過表 46 或表 47 的參考值時，可在主變壓器附近增設一組閥式避雷器。 2 35kV也適用于有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器的情況。 b)35kV 及以上裝有標準絕 緣水平的設備和標準特性閥式避雷器且高壓配電裝置采用單母線、雙母線或分段的電氣主接線時，碳化硅普通閥式避雷器與主變壓器間的最大電氣距離可參照表 11 確定。 金屬氧化物避雷器與主變壓器間的最大電氣距離可參照表 12 確定。 表 47 金屬氧化物避雷器至主變壓器間的最大電氣距離 m 系統(tǒng)標稱電壓 kV 進線長度 km 進 線 路 數(shù) 1 2 3 ≥ 4 110 1 2 55 90 125 85 120 170 105 145 205 115 165 230 220 2 125 (90) 195 (140) 235 (170) 265 (190) 注 1 本表也適用于電站碳化硅磁吹避雷器 (FM)的情況。 3 標準絕緣水平指 35kV、 66kV、 110kV 及 220kV 變壓器、電壓互感器標準雷電沖擊全波耐受電壓分別為 200kV、 325kV、 480kV及 950kV。 c)架空進線采用雙回路桿塔，有同時遭到雷擊的可能，確定閥式避雷器與變壓器最大電氣距離時，應按一路考慮，且在雷季中宜避免將其中一路斷開。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 圖 自耦變壓器的典型保護接線 有效接地系統(tǒng)中的中性點不接地的變壓器，如中性點采用分級絕緣且未裝設保護間隙，應在中性點裝設雷電過電壓保護裝置，且宜選變壓器中性點金屬氧化物避雷器。 不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中的變壓器中性點，一般不裝設保護裝置，但多雷區(qū)單進線變電所且變壓器中性點引出時，宜裝設保護裝置；中性點接有消弧線圈的變壓器，如有單進線運行可能，也應在中性點裝設保護裝置。 自耦變壓器必須在其兩個自耦合的繞組出線上裝設閥式避雷器，該閥式避雷器應裝在自耦變壓器和斷路器之間，并采用圖 12 的保護接線。 與 架空線路連接的三繞組自耦變壓器、變壓器 (包括一臺變壓器與兩臺電機相連的三繞組變壓器 )的低壓繞組如有開路運行的可能和發(fā)電廠雙繞組變壓器當發(fā)電機斷開由高壓側(cè)倒送廠用電時，應在變壓器低壓繞組三相出線上裝設閥式避雷器，以防來自高壓繞組的雷電波的感應電壓危及低壓繞組絕緣；但如該繞組連有 25m 及以上金屬外皮電纜內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 段，則可不必裝設避雷器。母線上閥式避雷器與主變壓器的 電氣距離不宜大于表 13 所列數(shù)值。 有電纜段的架空線路，閥式避雷器應裝設在電纜頭附近，其接地端應和電纜金屬外皮相連。 閥式避雷器應以最短的接地線與變電所、配電所的主接地網(wǎng)連接 (包括通過電纜金屬外皮連接 )。 3kV～ 10kV配電所，當無所用變壓器時，可僅在每路架空進線上裝設閥式避雷器。 圖 3kV～ 10kV配電裝置雷電侵入波的保護接線 表 13 閥式避雷器至 3kV～ 10kV主變壓器的最大電氣距離 雷季經(jīng)常運行的進線路數(shù) 1 2 3 ≥ 4 最大電氣距離 m 15 20 25 30 變電所絕緣子串及空氣間隙的絕緣配合 變電所絕緣子串。其中爬電比距λ ，對Ⅰ級污穢區(qū)取同級線路的 倍。 c)雷電過電壓要求的變電所絕緣子串正極性雷電沖擊電壓波 50%放電電壓 u l應符合下式的要求，且不得低于變電所電氣設備中隔離開關、支柱絕緣子的相應值： u 1≥ K5UR (28) 式中： UR—— 避雷器 (對范圍Ⅱ為線路型 )在標稱雷電流下的額定殘壓值 (對 500kV、 330kV和 220kV以及 3kV～ 110kV分別取標稱雷電流為 20kA、 10kA 和 5kA)， kV； K5—— 變電 所絕緣子串雷電過電壓配合系數(shù)，取 ?？諝忾g隙受導線風偏影響時，各種電壓下用于絕緣配合的風偏角計算風速的選用原則與送電線路相同。 b)變電所相對地空氣間隙的正極性操作沖擊電壓波 50%放電電壓 u 應符合下式的內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 要求： p .16s . .s .s 21 UKUu ??? ? (29) p .16s . .s .s 31 UKUu ??? ? (30) 式中： σ —— 變電所相對地空氣間隙在操作過電壓下放電電壓的變異系數(shù)， 5%； K6—— 變電所相對地空氣間隙操作過電壓配合系數(shù)，有風偏間隙取 ［式(29)］，無風偏間隙取 ［式 (30)］。 變電所相間空氣間隙： a)變電所相間空氣間隙的工頻 50%放電電壓 u 應符合下式的要求： u ≥ K2Um (32) b)范圍Ⅱ變電所相間空氣間隙的 50%操作沖擊電壓波放電電壓 u 應符合下式的要求： p .l9s . .p .s 31 UKUKu ??? ? (33) 式中： σ —— 相間空氣間隙在操作過電壓下放電電壓的 變異系數(shù)， %； K8—— 相間與相對地過電壓的比值，對范圍Ⅱ取 ，對范圍Ⅰ取 ； K9—— 變電所相間空氣間隙操作過電壓配合系數(shù)，對范圍Ⅱ取 ，對范圍Ⅰ取。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 32 變電所的最小空氣間隙： a)海拔不超過 1000m 地區(qū)變電所工頻電壓要求的最小空氣間隙如表 16 所示。 b)對于海拔不超過 1000m地區(qū)變電所操作和雷電過電壓要求 的最小空氣間隙如表 17所示。 表 16 變電所工頻電壓要求的最小空氣間隙 cm 系統(tǒng)標稱電壓 kV 相對地