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文檔簡介
電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ7—79
中華人民共和國水利電力部關(guān)于頒發(fā)《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ7—79告知
(79)水電規(guī)字第4號(hào)
《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ—76于一九七六年頒發(fā)試行后,對(duì)電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)工作起到了一定指引和提高作用?,F(xiàn)依照近年來建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和各單位意見,對(duì)本規(guī)程內(nèi)容作了必要修改和補(bǔ)充,并頒發(fā)執(zhí)行。在執(zhí)行中如遇到問題,請(qǐng)告我部規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局。一九七九年一月八日
基本符號(hào)
電流、電壓和功率I——雷電流幅值;Ic——接地電容電流;I1——雷擊桿塔時(shí)耐雷水平;I2——雷擊導(dǎo)線或繞擊導(dǎo)線時(shí)耐雷水平;i——總雷電流瞬時(shí)值;igt——通過桿塔電流瞬時(shí)值;Ue——額定電壓;Uxg——設(shè)備最高運(yùn)營相電壓;Ugo——空氣間隙工頻放電電壓;Une——內(nèi)過電壓間隙工頻放電電壓或操作沖擊波50%放電電壓;Ush——絕緣子串工頻濕閃電壓或操作沖擊波50%濕閃電壓;U——進(jìn)行波幅值;U50%——絕緣子串50%沖擊放電電壓;Ug——感應(yīng)過電壓最大值;ug——感應(yīng)過電壓瞬時(shí)值;Uj——桿塔上絕緣承受過電壓最大值;uj——桿塔上絕緣承受過電壓瞬時(shí)值;Utd——桿塔頂部電位最大值;utd——桿塔頂部電位瞬時(shí)值;W——消弧線圈容量。電感、電阻和波阻Lgt——桿塔等值電感(簡稱桿塔電感);Lb——一檔避雷線電感一半;R——工頻接地電阻;Rch——沖擊接地電阻;Z——避雷線波阻;Z11——導(dǎo)線自波阻;Z12、Z13、Z23——線1與線2、線1與線3、線2與線3互波阻。時(shí)間參數(shù)tt——雷電流波頭長度;tp——雷電波波長;t0——進(jìn)線保護(hù)段首端斜角波波頭長度;t——進(jìn)線保護(hù)段末端斜角波波頭長度。幾何特性D——兩避雷針、避雷線間距離;D’——避雷針與等效避雷針間距離;f——通過兩支等高避雷針頂點(diǎn)和保護(hù)范疇邊沿最低點(diǎn)圓弧弓高;h——避雷針、避雷線高度,避雷針校驗(yàn)點(diǎn)高度,保護(hù)發(fā)電廠、變電所用避雷線支柱高度,桿塔高度,線路平均高度;hb——避雷線平均高度;hd——導(dǎo)線平均高度;ha——避雷針、避雷線有效高度;hx——被保護(hù)物高度;——兩等高避雷針(線)間保護(hù)范疇上部邊沿最低點(diǎn)高度或兩等高避雷針間假想避雷針高度;h1——線1平均高度,線2、3等等腳注類推;l——檔距長度;lb——進(jìn)線保護(hù)段長度;lj——絕緣子串放電距離;lm——木橫擔(dān)線路線間距離;Δl——避雷線上校驗(yàn)雷擊點(diǎn)與接地支柱間或近來支柱間距離;l2——避雷線上校驗(yàn)雷擊點(diǎn)與另一端支柱間距離;bx——兩針間在hx水平面上保護(hù)范疇一側(cè)最小寬度;R0——通過兩避雷針、避雷線頂點(diǎn)以及兩避雷針、避雷線間保護(hù)范疇上部邊沿最低點(diǎn)圓半徑;r——避雷針在地面上保護(hù)半徑;rx——避雷針在hx水平面上保護(hù)半徑;r1——線1半徑;d12——線1與線2間距離,其她腳注意義類推;d’12——線1與線2鏡象間距離,其她腳注意義類推;S——雷擊點(diǎn)與線路距離;S1、S2、S3、S’2——按不同條件擬定送電線路檔距中央導(dǎo)線與避雷線間距離;Sk——避雷針、避雷線與被保護(hù)物間空氣中距離;Sd——避雷針、避雷線與被保護(hù)物間地中距離;——避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角;——每個(gè)絕緣子泄漏距離。計(jì)算指標(biāo)E——絕緣子串平均運(yùn)營電壓梯度;P——雷電流幅值概率;P1——超過雷擊桿塔時(shí)耐雷水平雷電流概率;P2——超過雷擊導(dǎo)線或繞擊導(dǎo)線時(shí)耐雷水平雷電流概率;P3——雷擊擋距中央避雷線時(shí),超過耐雷水平雷電流概率;Pa——平原線路繞擊率;P’a——山區(qū)線路繞擊率;m——每串絕緣子個(gè)數(shù);N——每100km普通高度電力線路每40雷日遭受雷擊次數(shù),簡稱線路雷擊次數(shù);n——雷擊跳閘率;——地面落雷密度,即每1雷日、每平方公里對(duì)地落雷次數(shù);g——擊桿率;h——建弧率。計(jì)算系數(shù)a——感應(yīng)過電壓系數(shù);K0——內(nèi)過電壓倍數(shù);K1——絕緣子串內(nèi)過電壓濕閃校正系數(shù);K2——空氣間隙內(nèi)過電壓放電電壓校正系數(shù);K3——空氣間隙運(yùn)營電壓綜合系數(shù);k——導(dǎo)線和避雷線間耦合系數(shù);k0——導(dǎo)線和避雷線間幾何耦合系數(shù);k1——電暈效應(yīng)校正系數(shù);k13——線1對(duì)線3幾何耦合系數(shù),其她腳注意義類推;P——避雷針、避雷線高度影響系數(shù);b——桿塔分流系數(shù);b’——避雷線分流系數(shù)。
第一章總則
第1條在制定過電壓保護(hù)方案時(shí),必要認(rèn)真貫徹執(zhí)行黨關(guān)于方針和政策,依照雷電活動(dòng)狀況和地形、地質(zhì)、氣象狀況,以及電力網(wǎng)構(gòu)造型式和運(yùn)營方式等,結(jié)合運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行全面分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,做到技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,符合電力系統(tǒng)和電力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)營規(guī)定。第2條本規(guī)程合用于330kV及如下發(fā)電、變電、送電、配電和用電等交流電力設(shè)備過電壓保護(hù)。農(nóng)村電力網(wǎng)及特殊電力設(shè)備過電壓保護(hù),還應(yīng)按關(guān)于專用規(guī)定執(zhí)行。雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū),還應(yīng)依照本地實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),恰當(dāng)加強(qiáng)防雷辦法。
第二章普通規(guī)定
第3條220~330kV電力網(wǎng),應(yīng)采用中性點(diǎn)直接接地方式。110~154kV電力網(wǎng),普通采用中性點(diǎn)直接接地方式。在雷電活動(dòng)較強(qiáng)山岳丘陵地區(qū),構(gòu)型簡樸電力網(wǎng),如采用直接接地方式不能滿足安全供電規(guī)定和對(duì)聯(lián)網(wǎng)影響不大時(shí),可采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。3~60kV電力網(wǎng),應(yīng)采用中性點(diǎn)非直接接地方式。當(dāng)單相接地故障電流不不大于下列數(shù)值時(shí),應(yīng)裝設(shè)消弧線圈:3~10kV電力網(wǎng)30A20kV及以上電力網(wǎng)10A與發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)電氣上直接連接3~20kV電路,中性點(diǎn)應(yīng)采用非直接接地方式。當(dāng)單相接地故障電流不不大于5A時(shí),如規(guī)定發(fā)電機(jī)(調(diào)相機(jī))能帶內(nèi)部單相接地故障運(yùn)營,應(yīng)裝設(shè)消弧線圈。消弧線圈可裝在廠用變壓器中性點(diǎn)上,也可裝在發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)中性點(diǎn)上。第4條電力系統(tǒng)內(nèi)過電壓倍數(shù)擬定,應(yīng)考慮系統(tǒng)構(gòu)型、系統(tǒng)容量及參數(shù)、中性點(diǎn)接地方式、斷路器性能、母線上出線回路數(shù)以及系統(tǒng)運(yùn)營接線、操作方式等因素。內(nèi)過電壓計(jì)算倍數(shù)普通取下列數(shù)值:對(duì)地絕緣,以設(shè)備最高運(yùn)營相電壓Uxg為基準(zhǔn):35~60kV及如下(非直接接地)4.0Uxg110~154kV(非直接接地)3.5Uxg110~220kV(直接接地)3.0Uxg330kV(直接接地)2.75Uxg相間絕緣:3~220kV電力網(wǎng),相間內(nèi)過電壓宜取對(duì)地內(nèi)過電壓1.3~1.4倍;330kV電力網(wǎng),相間內(nèi)過電壓可取對(duì)地內(nèi)過電壓1.4~1.45倍。擬定相間絕緣時(shí),兩相電位宜分別取相間內(nèi)過電壓+60%和-40%。第5條電力網(wǎng)絕緣應(yīng)能承受操作空載線路過電壓。在中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中,操作110~220kV空載線路時(shí),由于電感-電容回路振蕩產(chǎn)生最大操作過電壓倍數(shù)普通不超過下列數(shù)值:使用重燃次數(shù)較少空氣斷路器,不超過2.6,使用少油斷路器,不超過2.8,使用有中值或低值并聯(lián)電阻空氣斷路器,不超過2.2。操作330kV空載線路時(shí)產(chǎn)生最大操作過電壓倍數(shù)不應(yīng)超過2.0。斷路器切斷空載線路時(shí)不發(fā)生重燃是限制操作過電壓有效辦法。在中性點(diǎn)非直接接地60kV及如下電力網(wǎng)中,操作空載線路產(chǎn)生最大操作過電壓倍數(shù),普通不超過3.5,操作單相接地空載線路,雖也許超過4.0,仍取4.0。串聯(lián)補(bǔ)償裝置對(duì)操作過電壓影響在設(shè)計(jì)中不予考慮。斷路器應(yīng)能將操作并聯(lián)電容器組產(chǎn)生過電壓限制到不超過第4條中數(shù)值。有中值并聯(lián)電阻斷路器可將過電壓倍數(shù)限制到2.5~3.0;如磁吹避雷器通流能力滿足電容器組釋放儲(chǔ)能規(guī)定,也可用磁吹避雷器限制這種過電壓。第6條切斷空載變壓器或電抗器時(shí),由于斷路器強(qiáng)制熄弧產(chǎn)生過電壓應(yīng)依照斷路器構(gòu)造、回路參數(shù)、中性點(diǎn)接地方式、變壓器接線和構(gòu)造等因素?cái)M定。在中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中,斷開110~330kV空載變壓器時(shí)過電壓,普通不超過3.0Uxg;在中性點(diǎn)非直接接地35~154kV電力網(wǎng)中,普通不超過4.0Uxg。采用滅弧性能較強(qiáng)又無并聯(lián)電阻斷路器斷開勵(lì)磁電流標(biāo)么值較大空載變壓器時(shí),所產(chǎn)生高幅值過電壓,可裝設(shè)并聯(lián)電阻予以限制。也可在斷路器與變壓器間裝設(shè)閥型避雷器。避雷器可在低壓側(cè)或高壓側(cè),但如高低壓電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同,低壓側(cè)宜采用磁吹避雷器。斷開高壓變壓器—電弧爐組時(shí),電流迅速截?cái)喈a(chǎn)生過電壓,應(yīng)用閥型避雷器加以限制。在也許只帶一條線路運(yùn)營變壓器中性點(diǎn)消弧線圈上,宜用閥型避雷器限制切除最后一條線路兩相接地故障時(shí),逼迫斷開消弧線圈電感電流在消弧線圈上產(chǎn)生過電壓。為限制內(nèi)過電壓裝設(shè)避雷器,在變壓器等被保護(hù)設(shè)備運(yùn)營中不得斷開??蛰d變壓器突然合閘時(shí)過電壓,普通不大于2.0Uxg,可不采用保護(hù)辦法。第7條在中性點(diǎn)不接地電力網(wǎng)中,線路和變電所正常絕緣應(yīng)能承受間歇性電弧接地引起過電壓。間歇性電弧接地過電壓普通不超過3.0Uxg,個(gè)別可達(dá)3.5Uxg。策8條各級(jí)電壓電力網(wǎng)均應(yīng)采用辦法,防止在電力系統(tǒng)操作或故障狀況下,由于電力網(wǎng)參數(shù)不利組合引起鐵磁諧振過電壓。鐵磁諧振過電壓普通不超過1.5~2.5Uxg,個(gè)別達(dá)3.5Uxg以上。諧振過電壓持續(xù)時(shí)間長,不能用避雷器限制。中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)應(yīng)防止下列狀況下產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓:變壓器供電給接有電磁式電壓互感器空載母線或空載短線;配電變壓器高壓繞組對(duì)地短路;用電磁式電壓互感器在高壓側(cè)進(jìn)行雙電源定相;送電線路一相斷線后一端接地以及斷路器非同期動(dòng)作、熔斷器非全相熔斷。為防止鐵磁諧振過電壓,應(yīng)充分考慮電力網(wǎng)各種也許運(yùn)營方式和操作方式、變化電力網(wǎng)中感抗和容抗比值、保證斷路器三相似期動(dòng)作,以避免形成鐵磁諧振過電壓條件。中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中,可選用下列防止過電壓辦法:一、選用勵(lì)磁特性較好電磁式電壓互感器或采用電容式電壓互感器。二、在電磁式電壓互感器開口三角繞組中,普通裝設(shè)R≤0.4Xm電阻(Xm為互感器在線電壓作用下單相繞組勵(lì)磁電抗),在35kV及如下電力網(wǎng)中,普通R<100Ω,也可用220V500W白熾燈泡固定裝在35kV及如下電壓互感器開口三角繞組中在中性點(diǎn)位移超過一定電壓值時(shí),可用零序過電壓繼電器將電阻短時(shí)投入1min,然后再自動(dòng)切除。三、個(gè)別狀況下,在10kV及如下母線上,可裝設(shè)一中性點(diǎn)接地星形接線電容器組,或用一段電纜代替架空線,減小對(duì)地容抗Xco,使(Xco/Xm)<0.01。四、選取消弧線圈安裝位置時(shí),應(yīng)盡量避免有使電力網(wǎng)一某些失去消弧線圈運(yùn)營也許性。五、采用暫時(shí)切換辦法,如投入事先規(guī)定好某些線路或設(shè)備等。六、特殊狀況下,可改為中性點(diǎn)瞬間經(jīng)電阻接地或直接接地。中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng),在各種狀況下,應(yīng)盡量避免形成中性點(diǎn)不接地電力網(wǎng)。第9條在電力系統(tǒng)中,應(yīng)采用辦法防止發(fā)電機(jī)或變壓器電感參數(shù)周期性變化引起參數(shù)諧振過電壓??捎醚杆賱?lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)器限制由于電機(jī)電感參數(shù)周期性變化產(chǎn)生同步自勵(lì)過電壓;用速動(dòng)過電壓繼電保護(hù)斷開發(fā)電機(jī),消除也許產(chǎn)生異步自勵(lì)過電壓。在發(fā)電機(jī)容量不大于空載線路充電功率,或線路中有串聯(lián)補(bǔ)償裝置狀況下,發(fā)電機(jī)全電壓合閘或逐漸升壓起動(dòng)過程中產(chǎn)生參數(shù)諧振過電壓,普通可采用下列辦法予以限制:一、使發(fā)電機(jī)容量不不大于被投入空載線路充電功率。二、避免發(fā)電機(jī)帶空載線路起動(dòng)或避免以全電壓向空載線路合閘。三、裝設(shè)并聯(lián)電抗器,使線路等值容抗不不大于電機(jī)直軸電抗與變壓器漏抗之和。在自振頻率不大于且接近于100Hz中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中,應(yīng)避免在只帶空載線路變壓器低壓側(cè)合閘,以防止由于變壓器電感周期性變化在高壓空載或輕載線路中引起幅值較高以二次諧波為主諧振過電壓。第10條電力網(wǎng)應(yīng)采用辦法,使其關(guān)于參數(shù)避開共振條件,并在水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上裝設(shè)阻尼繞組,以防止或限制水輪發(fā)電機(jī)不對(duì)稱短路或負(fù)荷嚴(yán)重不平衡產(chǎn)生諧振過電壓。第11條電力網(wǎng)應(yīng)限制由于斷路器非全相分合閘、非同期動(dòng)作、熔斷器非全相動(dòng)作在中性點(diǎn)不接地變壓器上產(chǎn)生內(nèi)過電壓。有單側(cè)電源變壓器從電源側(cè)非全相分合閘,如變壓器勵(lì)磁電感與對(duì)地電容產(chǎn)生鐵磁諧振,能產(chǎn)生2~3Ucg過電壓;有雙側(cè)電源變壓器在非全相分合閘時(shí),由于兩側(cè)電源不同步在變壓器中性點(diǎn)上可浮現(xiàn)接近于2倍工頻相電壓,如產(chǎn)生鐵磁諧振,會(huì)浮現(xiàn)更高過電壓。在這種狀況下,應(yīng)采用改進(jìn)斷路器性能、消除諧振條件等辦法,以防止諧振過電壓擊穿中性點(diǎn)不接地分級(jí)絕緣中性點(diǎn)絕緣和引起其中性點(diǎn)避雷器爆炸。也可在中性點(diǎn)裝設(shè)高值阻尼電阻限制過電壓,阻尼電阻按變壓器勵(lì)磁電感和對(duì)地電容擬定。注:有單側(cè)電源變壓器,如另一側(cè)帶有調(diào)相機(jī)或較大同步電動(dòng)機(jī),也類似于有雙側(cè)電源狀況。第12條有消弧線圈較低電壓電力網(wǎng),應(yīng)恰當(dāng)選取消弧線圈脫諧度,以便避開諧振點(diǎn);無消弧線圈較低電壓電力網(wǎng),應(yīng)采用增大其對(duì)地電容等辦法,如安裝電力電容器等,以防止零序電壓通過電容(變壓器繞組間或兩條電力線路間)耦合,由較高電壓電力網(wǎng)傳遞到中性點(diǎn)非直接接地較低電壓電力網(wǎng),或由較低電壓電力網(wǎng)傳遞到較高電壓電力網(wǎng),或回路參數(shù)形成串聯(lián)諧振條件,產(chǎn)生高幅值轉(zhuǎn)移過電壓。第13條擬定電力網(wǎng)內(nèi)過電壓幅值和選取避雷器滅弧電壓,應(yīng)考慮空載線路電容效應(yīng)、電力系統(tǒng)單相接地和突然失去負(fù)荷引起工頻過電壓。普通不考慮同步浮現(xiàn)三種過電壓均為最嚴(yán)重狀況。在220kV及如下電力網(wǎng)中,普通不采用特殊辦法限制工頻過電壓。在330kV電力網(wǎng)中,可采用并聯(lián)電抗器和速動(dòng)繼電保護(hù)等將浮現(xiàn)大氣過電壓或操作過電壓時(shí)工頻過電壓限制在1.3~1.4Uxg如下。第14條在距電力線路S>65m處,雷云對(duì)地放電時(shí),在電力線路導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓最大值可按下式計(jì)算:(1)式中Ug——感應(yīng)過電壓最大值,只在很少狀況下達(dá)到500~600kV;I——雷電流幅值,kA;hd——導(dǎo)線平均高度,m;S——雷擊點(diǎn)與線路距離,m。在設(shè)計(jì)中,普通計(jì)入雷擊點(diǎn)自然接地電阻作用,最大電流采用I≤100kA。雷擊于桿塔頂部以及電力線路上或其附近避雷針、避雷線時(shí),在電力線路導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓幅值可按附錄一(F-6)式計(jì)算。第15條雷電流幅值概率曲線見圖1。雷電流幅值超過I概率也可按下式求得:(2)式中P——雷電流幅值概率;I——雷電流幅值,kA。在線路防雷設(shè)計(jì)中,雷電流波頭長度普通取2.6μs,波頭形狀取斜角形;在設(shè)計(jì)特殊高塔時(shí),可取半余弦波形,其最大陡度與平均陡度之比為。第16條電力線路雷擊跳閘率應(yīng)按下列辦法擬定:一、每年40雷日中檔雷電活動(dòng)強(qiáng)度地區(qū),普通高度電力線路遭受雷擊次數(shù)可按下式計(jì)算:(3)式中N——線路雷擊次數(shù),次/(100km·40雷日);h——避雷線或?qū)Ь€平均高度,m;——地面落雷密度,即每一雷日、每平方公里對(duì)地落雷次數(shù)。在普通狀況下,可取0.015,此時(shí)N=0.6h(4)圖1國內(nèi)雷電流幅值概率曲線注:陜南以外西北地區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)某些地區(qū)等(此類地區(qū)年平均雷暴日數(shù)普通在20及如下)雷電流幅值較小,可由給定概率按圖查出雷電流幅值后減半。年平均雷暴日數(shù)普通依照本地氣象臺(tái)資料并參照全國年平均雷暴日數(shù)分布圖(見附錄十三)擬定。二、擊桿率(g)與避雷線根數(shù)和地形關(guān)于,普通采用表1所列數(shù)值。
表1擊桿率g地形避雷線根數(shù)012平原山丘1/2—1/41/31/61/4三、在中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中,普通高度金屬或鋼筋混凝土桿塔無避雷線線路雷擊跳閘率可按下式計(jì)算:(5)式中n——雷擊跳閘率,次/(100km·40雷日);——上導(dǎo)線平均高度,m;h——建弧率,見附錄五;P——雷擊使線路一相導(dǎo)線與桿塔間放電后再向第二相導(dǎo)線反擊時(shí)耐雷水平為I,超過I雷電流概率。四、在中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中,普通高度金屬或鋼筋混凝土桿塔無避雷線線路雷擊跳閘率可按下式計(jì)算:(6)式中g(shù)——無避雷線線路擊桿率,見表1;P1——超過雷擊桿塔時(shí)耐雷水平雷電流概率;P2——超過雷擊導(dǎo)線時(shí)耐雷水平雷電流概率。五、普通高度有避雷線線路雷擊跳閘率可按下式計(jì)算:(7)式中——避雷線平均高度,m;g——擊桿率;P1——超過雷擊桿塔時(shí)耐雷水平雷電流概率;——繞擊率,見附錄四;P2——超過雷繞擊時(shí)耐雷水平雷電流概率;P3——雷擊檔距中央避雷線時(shí),超過耐雷水平雷電流概率,其值普通可不予計(jì)算;h——建弧率,見附錄五。關(guān)于線路防雷計(jì)算辦法和參數(shù)可參照附錄一、附錄三、附錄六、附錄七。送電線路慣用桿塔耐雷水平和耐雷指標(biāo)見附錄八。選取電力線路途徑和發(fā)電廠廠址、變電所所址時(shí),宜避開易擊區(qū),否則應(yīng)加強(qiáng)防雷辦法。第17條電力線路、發(fā)電廠、變電所絕緣配合應(yīng)符合下列規(guī)定:一、絕緣配合原則:220kV及如下線路和變電所絕緣,在普通狀況下應(yīng)能耐受普通浮現(xiàn)內(nèi)過電壓。按外過電壓選取變電所絕緣時(shí),應(yīng)以閥型避雷器殘壓為基本。對(duì)330kV線路和變電所絕緣,應(yīng)采用限制內(nèi)過電壓辦法,如采用并聯(lián)電抗器、裝有中值或低值電阻斷路器和磁吹避雷器。按外過電壓選取變電所絕緣時(shí),應(yīng)以磁吹避雷器殘壓為基本。諧振過電壓普通會(huì)損壞設(shè)備絕緣,應(yīng)避開浮現(xiàn)諧振過電壓條件。線路絕緣和變電所自恢復(fù)絕緣可按慣用法或記錄法選定。非自恢復(fù)絕緣應(yīng)按慣用法選定。在普通狀況下,防雷設(shè)計(jì)中不考慮變電所和線路絕緣間互相配合問題,但絕緣水平超過原則諸多線路,如未沿全線架設(shè)避雷線木桿線路、鋼筋混凝土桿木橫擔(dān)線路和減少電壓運(yùn)營線路,宜在進(jìn)線段首端裝設(shè)符合運(yùn)營電壓級(jí)別管型避雷器。二、在非污穢區(qū),線路每串絕緣子個(gè)數(shù)普通按運(yùn)營電壓所規(guī)定泄漏距離選定。每串絕緣子個(gè)數(shù)應(yīng)符合下式規(guī)定(8)式中m——每串絕緣子個(gè)數(shù);Ue——額定電壓,kV;l——每個(gè)絕緣子泄漏距離,cm。m值還應(yīng)按內(nèi)過電壓進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)每串絕緣子—般須扣去預(yù)留零值絕緣子:35~220kV,直線桿1個(gè),耐張桿2個(gè);330kV直線桿1~2個(gè),耐張桿2~3個(gè)??廴チ阒到^緣子后,其工頻濕閃電壓或操作沖擊波50%濕閃電壓應(yīng)符合下列規(guī)定(9)式中Ush——工頻濕閃電壓、操作波濕閃電壓峰值,kV;K0——內(nèi)過電壓倍數(shù);Uxg——設(shè)備最高運(yùn)營相電壓,kV;K1——絕緣子串內(nèi)過電壓濕閃校正系數(shù);在海拔1000m及如下,K1=1.1。m值還應(yīng)符合耐雷水平規(guī)定,在高海拔地區(qū),外過電壓也許成為重要因素。變電所每串絕緣子個(gè)數(shù)普通與線路耐張串絕緣子個(gè)數(shù)相似。三、按內(nèi)過電壓擬定線路空氣間隙,應(yīng)符合下式規(guī)定:(10)式中Une——按內(nèi)過電壓規(guī)定考慮風(fēng)偏后空氣間隙工頻放電電壓、操作沖擊波50%放電電壓峰值,kV;K2——空氣間隙內(nèi)過電壓放電電壓校正系數(shù);在海拔1000m及如下,K2=1.2。發(fā)電廠、變電所中空氣間隙,宜另加10%裕度。四、按運(yùn)營電壓擬定線路空氣間隙,應(yīng)符合下式規(guī)定:(11)式中Ug0——考慮風(fēng)偏后空氣間隙工頻放電電壓,kV;K3——空氣間隙運(yùn)營電壓綜合系數(shù),在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)取2.5;在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),對(duì)220kV及如下取1.6,對(duì)330kV取1.7。發(fā)電廠、變電所中空氣間隙,宜另加10%裕度。五、在非污穢區(qū),按外過電壓擬定線路空氣間隙,其沖擊強(qiáng)度應(yīng)與絕緣子串沖擊放電電壓相適應(yīng)。發(fā)電廠、變電所空氣間隙,應(yīng)與閥型避雷器殘壓相配合。第18條在海拔1000m以上地區(qū),線路、發(fā)電廠和變電所內(nèi)絕緣子串絕緣水平以及外過電壓、內(nèi)過電壓、運(yùn)營電壓最小空氣間隙,應(yīng)按國標(biāo)《高壓電氣設(shè)備絕緣實(shí)驗(yàn)電壓和實(shí)驗(yàn)辦法》規(guī)定進(jìn)行海拔影響修正。第19條升壓運(yùn)營架空送電線路,如絕緣水平較低不符合正常規(guī)定,應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,采用減少線路接地電阻和內(nèi)過電壓辦法,或容許恰當(dāng)增大預(yù)期過電壓跳閘次數(shù)。保護(hù)升壓運(yùn)營電力變壓器和配電裝置閥型避雷器,其特性應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備絕緣配合。閥型避雷器滅弧電壓應(yīng)符合電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式規(guī)定,而中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng),零序電抗與正序電抗比值不應(yīng)不不大于3。
第三章過電壓保護(hù)裝置
第一節(jié)避雷針和避雷線
第20條為防止直接雷擊電力設(shè)備,普通采用避雷針和避雷線。第21條單支避雷針保護(hù)范疇?wèi)?yīng)按下列辦法擬定(圖2):一、避雷針在地面上保護(hù)半徑應(yīng)按下式計(jì)算:(12)式中r——保護(hù)半徑,m;h——避雷針高度,m。二、在被保護(hù)物高度水平面上保護(hù)半徑應(yīng)按下式擬定:1.當(dāng)時(shí),(13)式中rx——避雷針在hx水平面上保護(hù)半徑,m;hx——被保護(hù)物高度,m;ha——避雷針有效高度,m;p——高度影響系數(shù),h<30m,p=1;30<h≤120m,,如下各式中p值均同此。2.當(dāng)時(shí),(14)圖2單支避雷針保護(hù)范疇
第22條兩支等高避雷針保護(hù)范疇?wèi)?yīng)按下列辦法擬定(圖3):圖3高度為h兩等高避雷針1及2保護(hù)范疇一、兩針外側(cè)保護(hù)范疇?wèi)?yīng)按單支避雷針計(jì)算辦法擬定。二、兩針間保護(hù)范疇?wèi)?yīng)按通過兩針頂點(diǎn)及保護(hù)范疇上部邊沿最低點(diǎn)O圓弧(圖3)擬定,圓弧半徑為R0。O點(diǎn)為假想避雷針頂點(diǎn),其高度應(yīng)按下式計(jì)算:(15)式中h0——兩針間保護(hù)范疇上部邊沿最低點(diǎn)高度,m;D——兩避雷針間距離,m。兩針間hx水平面上保護(hù)范疇一側(cè)最小寬度應(yīng)按下式計(jì)算:(16)式中bx——保護(hù)范疇一側(cè)最小寬度(m);當(dāng)D=7hap時(shí),bx=0。求得bx后,可按圖3繪出兩針間保護(hù)范疇。兩針間距離與針高之比D/h不適當(dāng)不不大于5。第23條多支等高避雷針保護(hù)范疇?wèi)?yīng)按下列辦法擬定(圖4、圖5):一、三支等高避雷針?biāo)纬扇切?、2、3外側(cè)保護(hù)范疇,應(yīng)分別按兩支等高避雷針計(jì)算辦法擬定;如在三角形內(nèi)被保護(hù)物最太高度hx水平面上,各相鄰避雷針間保護(hù)范疇一側(cè)最小寬度bx≥0時(shí),則所有面積即受到保護(hù)。二、四支及以上等高避雷針?biāo)纬伤慕切位蚨嘟切危上葘⑵涮岢蓛蓚€(gè)或幾種三角形,然后分別按三支等高避雷針辦法計(jì)算,如各邊保護(hù)范疇一側(cè)最小寬度bx≥0,則所有面積受到保護(hù)。圖4三支等高避雷針1、2及3在hx水平面上保護(hù)范疇圖5四支等高避雷針1、2、3及4在hx水平面上保護(hù)范疇第24條保護(hù)發(fā)電廠、變電所用單根避雷線保護(hù)范疇?wèi)?yīng)按下列辦法擬定(圖6):一、在hx水平面上避雷線每側(cè)保護(hù)范疇寬度應(yīng)按下式擬定:1.當(dāng)時(shí),(17)式中rx——每側(cè)保護(hù)范疇寬度,m。2.當(dāng)時(shí),(18)二、在hx水平面上避雷線端部保護(hù)半徑,也應(yīng)按(17)、(18)式擬定。第25條保護(hù)發(fā)電廠、變電所用兩根平行避雷線保護(hù)范疇,應(yīng)按下列辦法擬定(圖7):一、兩避雷線外側(cè)保護(hù)范疇,應(yīng)按單根避雷線計(jì)算辦法擬定。二、兩避雷線間各橫截面保護(hù)范疇,應(yīng)由通過兩避雷線1、2點(diǎn)及保護(hù)范疇上部邊沿最低點(diǎn)0賀弧擬定。0點(diǎn)高度應(yīng)按下式計(jì)算:(19)式中h0——兩避雷線間保護(hù)范疇邊沿最低點(diǎn)高度,m;——兩避雷線間距離,m;h——避雷線高度,m。三、兩避雷線端部保護(hù)范疇,可按兩支等高避雷針計(jì)算辦法擬定,等效避雷針高度可近似取避雷線懸點(diǎn)高度80%。第26條不等高避雷針、避雷線保護(hù)范疇,應(yīng)按下列辦法擬定(圖8):一、兩支不等高避雷針外側(cè)保護(hù)范疇,應(yīng)分別按單支避雷針計(jì)算辦法擬定。二、兩支不等高避雷針間保護(hù)范疇,應(yīng)按單支避雷針計(jì)算辦法,先擬定較高避雷針1保護(hù)范疇,然后由較低避雷針2項(xiàng)點(diǎn),作水平線與避雷針1保護(hù)范疇相交于點(diǎn)3,取點(diǎn)3為等效避雷針頂點(diǎn),再按兩支等高避雷針計(jì)算辦法擬定避雷針2和3間保護(hù)范疇。通過避雷針2、3頂點(diǎn)及保護(hù)范疇上部邊沿最低點(diǎn)圓弧,其弓高應(yīng)按下式計(jì)算:(20)式中f——圓弧弓高,m;——避雷針2和等效避雷針3間距離,m。圖6單根避雷線保護(hù)范疇圖7兩根平行避雷線1和2保護(hù)范疇
三、對(duì)多支不等高避雷針,各相鄰兩避雷針外側(cè)保護(hù)范疇,按兩支不等高避雷針計(jì)算辦法擬定;如在多角形內(nèi)被保護(hù)物最大高度水平面上,各相鄰避雷針間保護(hù)范疇一側(cè)最小寬度,則所有面積即受到保護(hù)。四、兩根不等高避雷線各橫截面保護(hù)范疇,應(yīng)仿照兩支不等高避雷針辦法,并按公式(19)計(jì)算,第27條在山地和坡地,應(yīng)考慮地形、地質(zhì)、氣象及雷電活動(dòng)復(fù)雜性對(duì)避雷針保護(hù)范疇減少作用。避雷針保護(hù)范疇可按公式(12)、(13)、(14)和(16)計(jì)算成果乘以系數(shù)0.75。公式(15)可改為,公式(20)可改為。運(yùn)用山勢(shì)設(shè)立遠(yuǎn)離被保護(hù)物避雷針,不得作為重要保護(hù)裝置,第28條必要時(shí),可考慮互相接近避雷針和避雷線聯(lián)合保護(hù)作用。聯(lián)合保護(hù)范疇可近似按下列辦法擬定(圖9):將避雷線上各點(diǎn)均近似看作等效避雷針,其等效高度可近似取為該點(diǎn)避雷線高度80%,然后分別按兩針辦法計(jì)算。圖8兩支不等高避雷針1及2保護(hù)范疇圖9避雷針和避雷線聯(lián)合保護(hù)范疇
第二節(jié)閥型避雷器
第29條閥型避雷器滅弧電壓,在普通狀況下,宜按下列規(guī)定擬定:一、中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中,應(yīng)取設(shè)備最高運(yùn)營線電壓80%。二、中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中,不應(yīng)低于設(shè)備最高運(yùn)營線電壓100%。第30條保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中性點(diǎn)絕緣閥型避雷器,其額定電壓不應(yīng)低于電機(jī)最高運(yùn)營相電壓,其型式宜按表2選定。表2保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)中性點(diǎn)絕緣避雷器型式電機(jī)額定電壓(kV)3610避雷器型式FCD—2FZ—2
FCD—4FZ—4(FS—4)FCD—6FZ—6FS—6
第31條保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣閥型避雷器型式,宜按表3、表4選定。對(duì)中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣220kV變壓器,中性點(diǎn)絕緣可用棒型間隙或避雷器保護(hù)。如用同期性能不良斷路器,變壓器中性點(diǎn)宜用間隙保護(hù)。間隙在單相接地短路時(shí)暫態(tài)過電壓作用下不應(yīng)動(dòng)作,而在外過電壓作用下應(yīng)動(dòng)作,并能保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣,依照值大小,間隙可采用250~350mm。表3中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣避雷器型式變壓器額定電壓(kV)3560110154避雷器型式FZ-35或FZ-30(或FZ-15+FZ-10)①FZ-40FZ-110JFZ-154J①如變壓器中性點(diǎn)連接有絕緣較弱消弧線圈,可采用FZ-15+FZ-10。
第32條發(fā)電廠、變電所閥型避雷器應(yīng)裝設(shè)簡樸可靠多次動(dòng)作記錄器或磁鋼記錄器。動(dòng)作記錄器數(shù)字應(yīng)便于運(yùn)營人員巡視和記錄。表4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣避雷器型式變壓器額定電壓(kV)110*220330變壓器中性點(diǎn)絕緣全絕緣分級(jí)絕緣分級(jí)絕緣分級(jí)絕緣避雷器型式F—110J或FZ—60—①FZ—110JFCZ—154J或FZ—154J①可采用滅弧電壓70kV或性能接近非原則組合避雷器及專用磁吹避雷器等保護(hù)裝置,也可試用FZ—40保護(hù)絕緣水平為35kV級(jí)中性點(diǎn),但在變壓器非全相合閘時(shí)FZ—40仍會(huì)有爆炸危險(xiǎn)。*對(duì)中性點(diǎn)為全絕緣和分級(jí)絕緣110kV變壓器,如使用同期性能良好斷路器(三相分合閘非同期時(shí)間不超過10ms),變壓器中性點(diǎn)可裝設(shè)FZ60或性能接近非原則組合避雷器及專用磁吹避雷器等保護(hù)裝置。對(duì)中性點(diǎn)為全絕緣110kV變壓器,如使用同期性能不良斷路器,為防止避雷器在斷路器非全相動(dòng)作時(shí)爆炸,在雙側(cè)電源或另一側(cè)有調(diào)相機(jī)、較大同步電動(dòng)機(jī)單側(cè)電源,變壓器中性點(diǎn)宜裝設(shè)FZ—110J。
第三節(jié)管型避雷器
第33條在選取管型避雷器時(shí),開斷續(xù)流上限,考慮非周期分量,不應(yīng)不大于安裝處短路電流最大有效值;開斷續(xù)流下限,不考慮非周期分量,不得不不大于安裝處短路電流也許最小數(shù)值。第34條如按開斷續(xù)流范疇選取管型避雷器,最大短路電流應(yīng)按雷季電力系統(tǒng)最大運(yùn)營方式計(jì)算,并涉及非周期分量第一種半周短路電流有效值。如計(jì)算困難,對(duì)發(fā)電廠附近,可將周期分量第一種半周有效值乘以1.5,距發(fā)電廠較遠(yuǎn)地點(diǎn),乘以1.3。最小短路電流,應(yīng)按雷季電力系統(tǒng)最小運(yùn)營方式計(jì)算,且不涉及非周期分量。第35條管型避雷器外間隙,在符合保護(hù)規(guī)定條件下,應(yīng)采用較大數(shù)值。管型避雷器外間隙普通采用表5所列數(shù)值。為減少管型避雷器GB1在反擊時(shí)動(dòng)作,應(yīng)減少GB1與避雷線總接地電阻,并增大GB1外間隙,普通可增大到表5所列數(shù)值。
表5管型避雷器外間隙數(shù)值(mm)額定電壓(kV)3610203560110中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)非直接接地外間隙最小數(shù)值8101560100200350400GB1①外間隙最大數(shù)值———150~200250~300350~400400~500400~500①表中GB1指用于變電所進(jìn)線段首端管型避雷器。第36條管型避雷器設(shè)立應(yīng)符合下列規(guī)定:一、應(yīng)避免各避雷器排出電離氣體相交而導(dǎo)致短路。但在開口端固定避雷器,則容許其排出電離氣體相交。二、為防止在管型避雷器內(nèi)腔積水,宜垂直安裝,開口端向下,或傾斜安裝,與水平線夾角不應(yīng)不大于15°。在污穢地區(qū),應(yīng)增大傾斜角度。三、管型避雷器應(yīng)安裝牢固,并保證外間隙穩(wěn)定不變。四、額定電壓10kV及如下管型避雷器,為防止雨水導(dǎo)致短路,外間隙電極不應(yīng)垂直布置。五、外間隙電極宜鍍鋅,或采用避免銹水沾污絕緣子辦法。第37條裝設(shè)在木桿上管型避雷器,普通采用三相共用接地裝置,并可與避雷線共用一根接地引下線。如需運(yùn)用接地電阻限制短路電流,各相避雷器可單獨(dú)敷設(shè)引下線,分別與獨(dú)立接地裝置連接。第38條管型避雷器應(yīng)裝設(shè)簡樸可靠動(dòng)作批示器。
第四節(jié)保護(hù)間隙
第39條如管型避雷器滅弧能力不能符合規(guī)定,可采用保護(hù)間隙,并應(yīng)盡量與自動(dòng)重疊閘裝置配合。保護(hù)間隙主間隙不應(yīng)不大于表6所列數(shù)值。
表6保護(hù)間隙主間隙最小值(mm)額定電壓(kV)3610203560110中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)非直接接地間隙數(shù)值81525100210400700750注:保護(hù)加強(qiáng)絕緣變壓器用間隙,在符合絕緣配合規(guī)定條件下,應(yīng)盡量采用增大間隙值。第40條保護(hù)間隙構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:一、應(yīng)保證間隙穩(wěn)定不變;二、應(yīng)防止間隙動(dòng)作時(shí)電弧跳到其她設(shè)備上、與間隙并聯(lián)絕緣子受熱、電極被燒壞;三、間隙電極宜鍍鋅。第41條額定電壓為60~110kV保護(hù)間隙,可裝設(shè)在耐張絕緣子串上。中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng),應(yīng)使單相間隙動(dòng)作時(shí)有助于滅?。辉?~35kV級(jí),宜采用角形保護(hù)間隙。3~35kV保護(hù)間隙,宜在其接地引下線中串接一種輔助間隙,以防止外物使間隙短路。輔助間隙可采用表7所列數(shù)值。
表7輔助間隙數(shù)值(mm)額定電壓(kV)36~102035輔助間隙數(shù)值5101520
第五節(jié)消弧線圈
第42條中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力網(wǎng),在正常運(yùn)營狀況下,中性點(diǎn)長時(shí)間電壓位移不應(yīng)超過額定相電壓15%。第43條60kV及如下電力網(wǎng),故障點(diǎn)殘存電流不適當(dāng)超過10A。必要時(shí)可將電力網(wǎng)分區(qū)運(yùn)營,以減少故障點(diǎn)殘存電流。110~154kV中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力網(wǎng),可按脫諧度調(diào)節(jié)消弧線圈,脫諧度普通不不不大于10%。第44條消弧線圈應(yīng)采用過補(bǔ)償運(yùn)營方式。如消弧線圈容量局限性,容許短時(shí)期以欠補(bǔ)償方式運(yùn)營,但脫諧度不適當(dāng)超過10%。第45條消弧線圈容量應(yīng)依照電力網(wǎng)5年左右發(fā)展規(guī)劃擬定,并應(yīng)按下式計(jì)算:(21)式中W——消弧線圈容量,kVA;——接地電容電流,A;——電力網(wǎng)額定電壓,kV。第46條電力網(wǎng)中消弧線圈裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)符合下列規(guī)定:一、應(yīng)保證電力網(wǎng)在任何運(yùn)營方式下,斷開一、兩條線路時(shí),大某些電力網(wǎng)不致失去補(bǔ)償。二、不應(yīng)將多臺(tái)消弧線圈集中安裝在電力網(wǎng)中一處,并應(yīng)盡量避免電力網(wǎng)中只裝設(shè)一臺(tái)消弧線圈。三、消弧線圈宜接于星形—三角形或星形—星形—三角形接線變壓器中性點(diǎn)上。接于星形—三角形接線雙繞組或星形—星形—三角形接線三繞組變壓器中性點(diǎn)上消弧線圈容量,不應(yīng)超過變壓器三相總?cè)萘?0%,并不得不不大于三繞組變壓器任一繞組容量。如需將消弧線圈接于星形—星形接線變壓器中性點(diǎn),消弧線圈容量不應(yīng)超過變壓器三相總?cè)萘?0%。但不應(yīng)將消弧線圈接于零序磁通經(jīng)鐵芯閉路星形—星形接線變壓器,如外鐵型變壓器或三臺(tái)單相變壓器構(gòu)成變壓器組。四、如變壓器無中性點(diǎn)或中性點(diǎn)未引出,應(yīng)裝設(shè)專用接地變壓器,其容量應(yīng)與消弧線圈容量相配合。
第四章架空電力線路過電壓保護(hù)
第一節(jié)普通線路過電壓保護(hù)
第47條電力線路防雷方式,應(yīng)依照線路電壓級(jí)別、負(fù)荷性質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)營方式、本地原有線路運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)、雷電活動(dòng)強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)和土壤電阻率高低等條件,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較擬定。各級(jí)電壓送電線路,應(yīng)盡量裝設(shè)三相或單相自動(dòng)重疊閘裝置。第48條各級(jí)電壓電力線路,普通采用下列防雷方式:330kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線。220kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線;在山區(qū),宜架設(shè)雙避雷線,但少雷區(qū)除外。110kV線路普通沿全線架設(shè)避雷線,在雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū),宜架設(shè)雙避雷線。在少雷區(qū)或運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動(dòng)輕微地區(qū),可不沿全線架設(shè)避雷線,但應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重疊閘裝置。60kV線路,負(fù)荷重要且所經(jīng)地區(qū)年平均雷暴日數(shù)為30以上地區(qū),宜沿全線架設(shè)避雷線。35kV及如下線路,普通不沿全線架設(shè)避雷線。第49條有避雷線線路,在普通土壤電阻率地區(qū),其耐雷水平不適當(dāng)?shù)陀诒?所列數(shù)值。
表8有避雷線送電線路耐雷水平(kA)額定電壓(kV)3560110154220330普通線路大跨越檔中央和發(fā)電廠、變電所進(jìn)線保護(hù)段20~303030~606040~7575909080~120120100~140140注:①較大值用于多雷區(qū)或較重要線路。②雙回路或多回路桿塔線路,應(yīng)盡量達(dá)到表中數(shù)值。為此,可采用改進(jìn)接地、架設(shè)耦合地線或恰當(dāng)加強(qiáng)絕緣等辦法。第50條有避雷線線路,每基桿塔不連避雷線工頻接地電阻,在雷季干燥時(shí),不適當(dāng)超過表9所列數(shù)值。
表9有避雷線架空電力線路軒塔工頻接地電阻(Ω)土壤電阻率(Ω·m)100及如下100以上至500500以上至10001000以上至以上接地電阻1015202530**如土壤電阻率很高,接地電阻很難減少到30歐時(shí),可采用6~8根總長度不超過500m放射形接地體,或持續(xù)伸長接地體,其接地電阻不受限制。
高土壤電阻率地區(qū)送電線路,必要裝設(shè)自動(dòng)重疊閘裝置。雷電活動(dòng)強(qiáng)烈地方和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障桿塔和線段,應(yīng)改進(jìn)接地裝置,架設(shè)雙避雷線,架設(shè)耦合地線或恰當(dāng)加強(qiáng)絕緣等。第51條有避雷線線路應(yīng)防止雷擊檔距中央反擊導(dǎo)線。15℃無風(fēng)時(shí),檔距中央導(dǎo)線與避雷線間距離,宜符合下列規(guī)定,(22)式中S1——導(dǎo)線與避雷線間距離,m;l——檔距長度,m。大檔距導(dǎo)線與避雷線間距離應(yīng)按第66條并結(jié)合運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)擬定。第52條桿塔上避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角,普通采用20°~30°。330kV線路及220kV雙避雷線線路,普通采用20°左右。山區(qū)單避雷線桿塔普通采用25°左右。重冰區(qū)線路,不適當(dāng)采用過小保護(hù)角。桿塔上兩根避雷線間距離,不應(yīng)超過導(dǎo)線與避雷線間垂直距離5倍。第53條小接地短路電流系統(tǒng)中35kV及以上無避雷線線路,宜采用辦法減少雷擊引起多相短路和兩相異點(diǎn)接地引起斷線事故:鋼筋混凝土桿和鐵塔,以及木桿線路中鐵橫擔(dān),均宜接地,接地電阻不受限制,但多雷區(qū)不適當(dāng)超過30Ω。鋼筋混凝土桿和鐵塔應(yīng)充分運(yùn)用其自然接地作用,在土壤電阻率不超過100QΩ·m,或有運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)地區(qū),可不另設(shè)人工接地裝置。第54條鋼筋混凝土桿鐵橫擔(dān)和鋼筋混凝土橫擔(dān)線路避雷線支架、導(dǎo)線橫擔(dān)與絕緣子固定某些或瓷橫擔(dān)固定某些之間,宜有可靠電氣連接并與接地引下線相連。主桿非預(yù)應(yīng)力鋼筋如上下已用綁扎或焊接連成電氣通路,非預(yù)應(yīng)力鋼筋可兼作接地引下線。在小接地短路電流系統(tǒng)中,如無可靠辦法,預(yù)應(yīng)力鋼筋不適當(dāng)兼作接地引下線。運(yùn)用鋼筋兼作接引下線鋼筋混凝土桿,其鋼筋與接地螺母、鐵橫擔(dān)間應(yīng)有可靠電氣連接。外敷接地引下線可采用鍍鋅鋼絞線,其截面不應(yīng)不大于25mm2。接地體引出線截面不應(yīng)不大于50mm,并應(yīng)熱鍍鋅。第55條3kV及以上較長線路中絕緣弱點(diǎn),如木桿木橫擔(dān)線路中個(gè)別鐵橫擔(dān)、鋼筋混凝土桿和鐵塔等,宜用管型避雷器或間隙保護(hù),其接地電阻不適當(dāng)超過表9所列數(shù)值。第56條與架空電力線路相連接長度超過50m電纜,應(yīng)在其兩端裝設(shè)閥型避雷器、管型避雷器或保護(hù)間隙;長度不超過50m電纜,只在任何一端裝設(shè)即可。第57條送電線路導(dǎo)線與桿塔間空氣間隙,在絕緣子串正常位置和風(fēng)吹偏斜狀況下,按外過電壓配合,應(yīng)與絕緣子串沖擊放電電壓相適應(yīng);按內(nèi)過電壓配合,應(yīng)與第4條中計(jì)算過電壓倍數(shù)相適應(yīng)。送電線路空氣間隙不應(yīng)不大于表10所列數(shù)值。導(dǎo)線與無接地引下線木桿間空氣間隙可減小10%。3~10kV電力線路當(dāng)采用懸式絕緣子時(shí),最小空氣間隙可參照20kV級(jí)數(shù)值??缭綏U塔上外過電壓間隙,可依照每串絕緣子數(shù)量,參照表10擬定。
表10送電線路最小空氣間隙(cm)額定電壓(kV)203560110154220330直接接地非直接接地直接接地非直接接地外過電壓間隙354565100100140140190260內(nèi)過電壓間隙1225507080100110145220運(yùn)營電壓間隙510202540355555100懸垂絕緣子串X-4.5型絕緣子個(gè)數(shù)2357710101319注:①表內(nèi)數(shù)值合用于海拔1000m及如下地區(qū)。海拔高度超過1000m地區(qū),普通每增高100m,內(nèi)過電壓和運(yùn)營電壓空氣間圈增大1%。因高海拔或高桿塔而增長絕緣子時(shí),其外過電壓間隙應(yīng)相應(yīng)增大。②污穢地區(qū)絕緣加強(qiáng)時(shí),間隙普通仍用表中數(shù)值。③表中每串絕緣子數(shù)量系按鐵橫擔(dān)條件擬定。按耐雷水平規(guī)定需加強(qiáng)絕緣時(shí),每串絕緣子數(shù)量和外過電壓間隙可超過表中所列數(shù)值。
第58條按外過電壓進(jìn)行絕緣配合時(shí),最大設(shè)計(jì)風(fēng)速不大于35m/s地區(qū),外過電壓計(jì)算風(fēng)速普通采用10m/s,最大設(shè)計(jì)風(fēng)速為35m/s及以上地區(qū)以及雷暴時(shí)風(fēng)速較大地區(qū),普通采用15m/s。按內(nèi)過電壓進(jìn)行絕緣配合時(shí),內(nèi)過電壓計(jì)算風(fēng)速普通采用最大設(shè)計(jì)風(fēng)速50%,且不得不大于15m/s。按運(yùn)營電壓進(jìn)行絕緣配合時(shí),運(yùn)營電壓計(jì)算風(fēng)速應(yīng)采用最大設(shè)計(jì)風(fēng)速。在進(jìn)行絕緣配合時(shí),考慮桿塔尺寸誤差、橫擔(dān)變形和拉線施工誤差等不利因素,空氣間隙應(yīng)留有一定裕度。第59條絕緣避雷線放電間隙,其間隙值應(yīng)依照避雷線上感應(yīng)電壓續(xù)流熄弧條件和繼電保護(hù)動(dòng)作條件擬定,普通采用10~40mm。在海拔1000m以上地區(qū),間隙值應(yīng)相應(yīng)加大。
第二節(jié)線路交叉某些過電壓保護(hù)
第60條線路交叉檔兩端絕緣不應(yīng)低于其鄰檔桿塔絕緣。交叉點(diǎn)應(yīng)盡量接近上、下方線路桿塔,以減少導(dǎo)線因塑性伸長、覆冰、過載溫升、短路電流過熱而增大弧垂影響和減少雷擊交叉檔時(shí)交叉點(diǎn)上過電壓。第61條同級(jí)電壓線路互相交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時(shí),兩交叉線路導(dǎo)線間或上方線路導(dǎo)線與下方線路避雷線間垂直距離,當(dāng)導(dǎo)線溫度為40℃時(shí),不得不大于表11所列數(shù)值。對(duì)按容許載流量計(jì)算導(dǎo)線截面線路,還應(yīng)校驗(yàn)當(dāng)導(dǎo)線為最高容許溫度時(shí)交叉距離,此距離應(yīng)不不大于表10所列內(nèi)過電壓間隙值,且不得不大于0.8m。
表11同級(jí)電壓線路互相交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時(shí)交叉距離(m)額定電壓(kV)1如下3~1020~110154~220330交叉距離12345
第62條3kV及以上同級(jí)電壓互相交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時(shí),交叉檔普通采用下列保護(hù)辦法:一、交叉檔兩端鋼筋混凝土桿或鐵塔(上、下方線路共4基),無論有無避雷線,均應(yīng)接地。二、3kV及以上電力線路交叉檔兩端為木桿或木橫擔(dān)鋼筋混凝土桿且無避雷線時(shí),應(yīng)裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙。三、與3kV及以上電力線路交叉低壓線路和通信線路,當(dāng)交叉檔兩端為木桿時(shí),應(yīng)裝設(shè)保護(hù)間隙。門型木桿上保護(hù)間隙,可由橫擔(dān)與主桿固定處沿桿身敷設(shè)接地引下線構(gòu)成。單木桿針式絕緣子保護(hù)間隙,可在距絕緣子固定點(diǎn)750mm處綁扎接地引下線構(gòu)成。通信線保護(hù)間隙,可由桿頂沿桿身敷設(shè)接地引下線構(gòu)成。按交叉距離規(guī)定而采用保護(hù)辦法,其接地電阻不適當(dāng)超過表9所列數(shù)值2倍。如交叉距離比表11所列數(shù)值大2m及以上,則交叉檔可不采用保護(hù)辦法。第63條如交叉點(diǎn)至近來?xiàng)U塔距離不超過40m,可不在此線路交叉檔另一桿塔上裝設(shè)交叉保護(hù)用接地裝置、管型避雷器或保護(hù)間隙。第三節(jié)大跨越檔過電壓保護(hù)
第64條大跨越檔絕緣水平不應(yīng)低于同一線路其她桿塔。全高超過40m有避雷線桿塔,每增高10m,應(yīng)增長一種絕緣子,避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角不應(yīng)不不大于20°,接地電阻不應(yīng)超過表9所列數(shù)值50%,當(dāng)土壤電阻率不不大于Ω·m時(shí),也不適當(dāng)超過20Ω。全高超過100m桿塔,絕緣子數(shù)量應(yīng)結(jié)合運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),通過雷電過電壓計(jì)算擬定。第65條未沿全線架設(shè)避雷線35kV及以上新建線路中大跨越段,宜架設(shè)避雷線。對(duì)新建或既有無避雷線大跨越檔,應(yīng)裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙,新建線路并應(yīng)比表10規(guī)定增長一種絕緣子。采用木桿或木橫擔(dān)大跨越檔,其避雷線兩端桿塔應(yīng)裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙,其接地電阻不應(yīng)超過表9所列數(shù)值。第66條依照雷擊檔距中央避雷線時(shí)防止反擊條件,大跨越檔導(dǎo)線與避雷線間距離宜符合下式規(guī)定:(23)式中S2——導(dǎo)線與避雷線間距離,m;L——雷擊檔距中央避雷線時(shí)耐雷水平,kA。如導(dǎo)線與避雷線間運(yùn)營電壓平均梯度不超過6kV(有效值)/m,檔距中反擊后建立穩(wěn)定工頻電弧也許性很小,可不予考慮。依照雷擊檔距中央避雷線時(shí)防止建立穩(wěn)定工頻電弧條件,導(dǎo)線與避雷線間距離宜符合下式規(guī)定:(24)式中S3——導(dǎo)線與避雷線間距離,m;Ue——線路額定電壓,kV。在普通狀況下,大檔距導(dǎo)線與避雷線間距離按公式(23)和公式(24)計(jì)算,并選其較小值。發(fā)電廠、變電所進(jìn)線段內(nèi)大檔距,為防止危險(xiǎn)雷電波侵入廠、所內(nèi),其導(dǎo)線與避雷線間距離必要符合公式(23)規(guī)定。大檔距導(dǎo)線與避雷線間距離計(jì)算辦法和關(guān)于參數(shù),可參照附錄九。
第五章發(fā)電廠和變電所過電壓保護(hù)
第一節(jié)直擊雷過電壓保護(hù)
第67條發(fā)電廠、變電所直擊雷過電壓保護(hù)可采用避雷針或避雷線。下列設(shè)施應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置:1.屋外配電裝置,涉及組合導(dǎo)線和母線廊道;2.煙囪、冷卻塔和輸煤系統(tǒng)高建筑物;3.油解決室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、裝卸油臺(tái)、大型變壓器修理間、易燃材料倉庫等建筑物;4.乙炔發(fā)生站、制氫站、露天氫氣罐、氫氣罐儲(chǔ)存室、天然氣調(diào)壓站、天然氣架空管道及其露天貯罐;5.多雷區(qū)列車電站。發(fā)電廠主廠房(無鋼筋磚木構(gòu)造主廠房除外)、主控制室和配電裝置室普通不裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。為保護(hù)其她設(shè)備而裝設(shè)避雷針,不適當(dāng)裝在獨(dú)立主控制室和35kV及如下高壓屋內(nèi)配電裝置室頂上。雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)主廠房,主控制室和高壓屋內(nèi)配電裝置室宜設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。為保護(hù)其她設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)避雷針,應(yīng)采用加強(qiáng)分流、裝設(shè)集中接地裝置、設(shè)備接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引下線入地點(diǎn)、避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備等防止反擊辦法,并宜在接近避雷針發(fā)電機(jī)出口處裝設(shè)一組磁吹避雷器。峽谷地區(qū)發(fā)電廠、變電所宜用避雷線保護(hù)。已在相鄰高建筑物保護(hù)范疇內(nèi)建筑物或設(shè)備,可不裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。屋頂上設(shè)備金屬外殼、電纜金屬外皮和建筑物金屬構(gòu)件均應(yīng)接地。第68條發(fā)電廠、變電所建構(gòu)筑物保護(hù),普通按照建筑物和構(gòu)筑物防雷關(guān)于規(guī)定執(zhí)行,但有爆炸危險(xiǎn)且爆炸后也許波及發(fā)電廠、變電所內(nèi)主設(shè)備或嚴(yán)重影響發(fā)供電建構(gòu)筑物(如制氫站、露天氫氣貯罐、氫氣罐儲(chǔ)存室、易燃油泵房、露天易燃油貯罐、廠區(qū)內(nèi)架空易燃油管道、裝卸油臺(tái)和天然氣管道以及露每天然氣貯罐等),應(yīng)用獨(dú)立避雷針保護(hù),并應(yīng)采用防止感應(yīng)雷辦法。避雷針與易燃油貯罐和氫氣天然氣等罐體及其呼吸閥等之間空氣中距離,避雷針及其接地裝置與罐體、罐體接地裝置和地下管道地中距離應(yīng)符合第74條第一、二款規(guī)定。避雷針與呼吸閥水平距離,不應(yīng)不大于3m,避雷針尖高出呼吸閥,不應(yīng)不大于3m。避雷針保護(hù)范疇邊沿高出呼吸閥頂部,不應(yīng)不大于2m。避雷針接地電阻,不適當(dāng)超過10Ω。在高土壤電阻率地區(qū),如接地電阻難于降到10Ω,容許采用較高電阻值,但空氣中距離和地中距離必要符合第74條規(guī)定。避雷針與5000m3以上貯罐呼吸閥水平距離,不應(yīng)不大于5m,避雷針尖高出呼吸閥,不應(yīng)不大于5m。露天貯罐周邊應(yīng)設(shè)閉合環(huán)形接地體,接地電阻不應(yīng)超過30Ω,接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處,接地點(diǎn)間距不應(yīng)不不大于30m,架空管道每隔20~25m應(yīng)接地一次,接地電阻不應(yīng)超過30Ω。如金屬罐體和管道壁厚不不大于4mm,并已接地,則可不在避雷針保護(hù)范疇內(nèi),但易燃油和天然氣貯罐及其管道應(yīng)在避雷針保護(hù)范疇內(nèi)。易燃油貯罐呼吸閥、易燃油和天然氣貯罐熱工測量裝置應(yīng)進(jìn)行重復(fù)接地,即與貯罐接地體用金屬線相連。第69條第67條中所述設(shè)施上直擊雷保護(hù)裝置,涉及兼作接閃器設(shè)備金屬外殼、電纜金屬外皮、建筑物金屬構(gòu)件等,其接地可運(yùn)用發(fā)電廠、變電所主接地網(wǎng),但應(yīng)在直擊雷保護(hù)裝置附近裝設(shè)集中接地裝置。第70條獨(dú)立避雷針(線)宜設(shè)獨(dú)立接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū),其接地電阻不適當(dāng)超過10Ω。當(dāng)有困難時(shí),該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接,但避雷針與主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn)至35kV及如下設(shè)備與主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn),沿接地體長度不得不大于15m。獨(dú)立避雷針不應(yīng)設(shè)在人經(jīng)常通行地方,避雷針及其接地裝置與道路或出入口等距離不適當(dāng)不大于3m,否則應(yīng)采用均壓辦法,或鋪設(shè)礫石或?yàn)r青地面。第71條110kV及以上配電裝置,普通將避雷針裝在配電裝置架構(gòu)或房頂上,但在土壤電阻率不不大于1000Ω·m地區(qū),宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。否則,應(yīng)通過驗(yàn)算,采用減少接地電阻或加強(qiáng)絕緣等辦法。60kV配電裝置,容許將避雷針裝在配電裝置架構(gòu)或房頂上,但在土壤電阻率不不大于500Ω·m地區(qū),宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。35kV及如下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不適當(dāng)裝避雷針。裝在架構(gòu)上避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接,并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。裝有避雷針架構(gòu)上,接地某些與帶電某些間空氣中距離不得不大于絕緣子串長度;但在空氣污穢地區(qū),如有困難,空氣中距離可按非污穢區(qū)原則絕緣子串長度擬定。避雷針與主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn)至變壓器接地線與主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn),沿接地體長度不得不大于15m。在變壓器門型架構(gòu)上,不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線。第72條110kV及以上配電裝置,可將線路避雷線引接到出線門型架構(gòu)上,土壤電阻率不不大于1000Ω·m地區(qū),應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。35~60kV配電裝置,在土壤電阻率不不不大于500Ω·m地區(qū),容許將線路避雷線引接到出線門型架構(gòu)上,但應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。在土壤電阻率不不大于500Ω·m地區(qū),避雷線應(yīng)架設(shè)到線路終端桿塔為止。從線路終端桿塔到配電裝置一檔線路保護(hù),可采用獨(dú)立避雷針,也可在線路終端桿塔上裝設(shè)避雷針。第73條發(fā)電廠煙囪附近引風(fēng)機(jī)及其電動(dòng)機(jī)機(jī)殼應(yīng)與主接地網(wǎng)連接,并應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置,該接地裝置宜與煙囪接地裝置分開。如不能分開,引風(fēng)機(jī)電源線應(yīng)采用帶金屬外皮電纜,電纜金屬外皮應(yīng)與接地裝置連接。機(jī)械通風(fēng)冷卻塔上電動(dòng)機(jī)電源線、裝有避雷針和避雷線架構(gòu)上照明燈電源線、獨(dú)立避雷針和裝有避雷針照明燈塔上照明燈電源線,均必要采用直接埋入地下帶金屬外皮電纜或穿入金屬管導(dǎo)線。電纜外皮或金屬管埋地長度在10m以上,才容許與35kV及如下配電裝置接地網(wǎng)及低壓配電裝置相連接。禁止在裝有避雷針、避雷線構(gòu)筑物上架設(shè)通信線、廣播線和低壓線。第74條獨(dú)立避雷針、避雷線與配電裝置帶電某些間空氣中距離,以及獨(dú)立避雷針、避雷線接地裝置與接地網(wǎng)間地中距離,應(yīng)符合下列規(guī)定:一、獨(dú)立避雷針與配電裝置帶電某些、發(fā)電廠和變電所電力設(shè)備接地某些、架構(gòu)接地某些之間空氣中距離,應(yīng)符合下式規(guī)定:(25)式中——空氣中距離,m;——獨(dú)立避雷針沖擊接地電阻,Ω;h——避雷針校驗(yàn)點(diǎn)高度,m。二、獨(dú)立避雷針接地裝置與發(fā)電廠、變電所接地網(wǎng)間地中距離,應(yīng)符合下式規(guī)定:(26)式中——地中距離,m。三、避雷線與配電裝置帶電某些、發(fā)電廠和變電所電力設(shè)備接地某些以及架構(gòu)接地某些間空氣中距離,應(yīng)符合下式規(guī)定:對(duì)一端絕緣另一端接地避雷線:(27)式中——獨(dú)立避雷線沖擊接地電阻,Ω;h——避雷線支柱高度,m;——避雷線上校驗(yàn)雷擊點(diǎn)與接地支柱距離,m。對(duì)兩端接地避雷線:(28)式中——避雷線分流系數(shù);——避雷線上校驗(yàn)雷擊點(diǎn)與近來支柱間距離,m。避雷線分流系數(shù)可按下式計(jì)算:(29)式中——避雷線上校驗(yàn)雷擊點(diǎn)與另一端支柱間距離,m;l——避雷線兩支柱間距離,m;——雷電流波頭長度,普通取2.6s。四、避雷線接地裝置與發(fā)電廠、變電所接地網(wǎng)間地中距離,應(yīng)符合下式規(guī)定:對(duì)一端絕緣另一端接地避雷線,應(yīng)按(26)式校驗(yàn)。(30)對(duì)兩端接地避雷線:五、除上述規(guī)定外,對(duì)避雷針和避雷線,Sk不適當(dāng)不大于5m,不適當(dāng)不大于3m。對(duì)60kV及如下配電裝置,涉及組合導(dǎo)線、母線廊道等,應(yīng)盡量減少感應(yīng)過電壓,當(dāng)條件允許時(shí),Sk應(yīng)盡量增大。
第二節(jié)雷電侵入波過電壓保護(hù)
第75條發(fā)電廠和變電所應(yīng)采用辦法防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)。未沿全線架設(shè)避雷線35~110kV架空送電線路,應(yīng)在變電所1~2km進(jìn)線段架設(shè)避雷線。220~330kV架空送電線路,在2km進(jìn)線保護(hù)段范疇內(nèi)以及35~110kV線路在1~2km進(jìn)線保護(hù)段范疇內(nèi)桿塔耐雷水平,應(yīng)符合第49條規(guī)定。進(jìn)線保護(hù)段上避雷線保護(hù)角不適當(dāng)超過20°,最大不應(yīng)超過30°。第76條未沿全線架設(shè)避雷線35~110kV線路,其變電所進(jìn)線段,應(yīng)采用圖10所示保護(hù)接線。圖1035~110kV變電所進(jìn)線保護(hù)接線
在木桿或木橫擔(dān)鋼筋混凝土桿線路進(jìn)線段首端,應(yīng)裝設(shè)一組管型避雷器GB1,其工頻接地電阻不適當(dāng)超過10Ω。鐵塔或鐵橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)鋼筋混凝土桿線路,以及全線有避雷線線路,其進(jìn)線段首端,普通不裝設(shè)管型避雷器GB1。在雷季,如變電所35~110kV進(jìn)線隔離開關(guān)或斷路器也許經(jīng)常斷路運(yùn)營,同步線路側(cè)又帶電,則必要在接近隔離開關(guān)或斷路器處裝設(shè)一組管型避雷器GB2。GB2外間隙值整定,應(yīng)使其在斷路運(yùn)營時(shí),能可靠地保護(hù)隔離開關(guān)或斷路器,而在閉路運(yùn)營時(shí),不應(yīng)動(dòng)作,并應(yīng)處在母線閥型避雷器保護(hù)范疇內(nèi)。如GB2整定有困難,或無恰當(dāng)參數(shù)管型避雷器,可用閥型避雷器或保護(hù)間隙代替。第77條發(fā)電廠、變電所35kV及以上電纜進(jìn)線段,在電纜與架空線連接處應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器,其接地端應(yīng)與電纜金屬外皮連接。對(duì)三芯電纜,末端金屬外皮應(yīng)直接接地,見圖11(a);對(duì)單芯電纜,應(yīng)經(jīng)接地器FJ或保護(hù)間隙,JX接地,見圖11(b)。如電纜長度不超過50m或雖超過50m,但經(jīng)校驗(yàn),裝一組避雷器即能符合保護(hù)規(guī)定,圖11中可只裝FZ1或FZ2。圖11具備35kV及以上電纜段變電所進(jìn)線保護(hù)接線如電纜長度超過50m,且斷路器在雷季也許經(jīng)常斷路運(yùn)營,應(yīng)在電纜末端裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙。連接電纜段1km架空線路,應(yīng)架設(shè)避雷線。雷電波在電纜中衰減,可按附錄十一計(jì)算。第78條變電所每組母線上,都應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。變電所內(nèi)所有避雷器應(yīng)以最短接地線與配電裝置主接地網(wǎng)連接,同步應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。第79條擬定閥型避雷器與被保護(hù)設(shè)備間最大電氣距離時(shí),侵入波幅值應(yīng)取進(jìn)線段絕緣沖擊強(qiáng)度。侵入波計(jì)算陡度應(yīng)取表12所列數(shù)值。
表12變電所侵入波計(jì)算陡度(kV/m)額定電壓(kV)侵入波計(jì)算陡度1km進(jìn)線段2km進(jìn)線段或全線有避雷線351.00.5601.10.61101.50.75154—1.0220—1.5330—2.2注:長度在1~2km之間進(jìn)線段,計(jì)算陡度可用補(bǔ)插法擬定。
裝有原則絕緣水平設(shè)備和原則特性避雷器變電所,閥型避雷器與主變壓器、電壓互感器間最大電氣距離,對(duì)一路進(jìn)線和兩路進(jìn)線可分別按圖12和圖13擬定,與其她電器最大電氣距離可相應(yīng)增大35%。在圖12和圖13中,35~220kV級(jí)系按普通閥型避雷器計(jì)算,330kV級(jí)系按磁吹閥型避雷器計(jì)算。變電所雷季經(jīng)常運(yùn)營進(jìn)線超過兩路時(shí),閥型避雷器與被保護(hù)設(shè)備間最大電氣距離可較圖13數(shù)值增大,3路進(jìn)線可按圖13增長20%,4路及以上進(jìn)線可增大35%。此外,還應(yīng)依照變電所也許變化運(yùn)營方式進(jìn)行必要校驗(yàn)。對(duì)電氣接線比較特殊變電所,可用計(jì)算辦法或通過模仿實(shí)驗(yàn)擬定最大電氣距離。使用雙回路桿塔線路,有同步遭受雷擊也許,擬定避雷器與變壓器最大電氣距離時(shí),應(yīng)按1回路考慮,且在雷季中,應(yīng)盡量避免將其中1回路斷開。閥型避雷器與主變壓器及其她被保護(hù)設(shè)備電氣距離,應(yīng)盡量縮短。如閥型避雷器與主變壓器電氣距離超過容許值,應(yīng)在主變壓器附近增設(shè)一組閥型避雷器。圖12一路進(jìn)線變電所中,避雷器與變壓器最大電氣距離與侵入波計(jì)算陡度關(guān)系曲線圖13兩路進(jìn)線變電所中,避雷器與變壓器最大電氣距離與侵入波計(jì)算陡度關(guān)系曲線
具備原則特性閥型避雷器參數(shù)可參照附錄十二。第80條大接地短路電流系統(tǒng)中中性點(diǎn)不接地變壓器,如中性點(diǎn)絕緣非按線電壓設(shè)計(jì),應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)保護(hù)裝置;如中性點(diǎn)絕緣按線電壓設(shè)計(jì),但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)營,也應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)保護(hù)裝置。小接地短路電流系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn),普通不裝設(shè)保護(hù)裝置,但多雷區(qū)單進(jìn)線變電所宜裝設(shè)保護(hù)裝置;中性點(diǎn)接有消弧線圈變壓器,如有單進(jìn)線運(yùn)營也許,也應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)保護(hù)裝置。中性點(diǎn)保護(hù)裝置選取,應(yīng)符合第31條規(guī)定。第81條自耦變壓器必要在其兩個(gè)自耦合繞組出線上裝設(shè)閥型避雷器,此避雷器應(yīng)裝在自耦變壓器和斷路器之間,并采用圖14、圖15保護(hù)接線。如采用圖15保護(hù)接線,在自耦繞組任一側(cè)接地短路條件下,F(xiàn)Z2所承受最高工頻電壓不應(yīng)超過其滅弧電壓。圖14自耦變壓器典型保護(hù)接線圖15自耦變壓器采用綜合避雷器保護(hù)接線
35kV及如下自耦變壓器,還應(yīng)在串聯(lián)繞組兩端跨接閥型避雷器FZ3(圖14)。第82條35~330kV開關(guān)站,應(yīng)依照其重要性和進(jìn)線路數(shù)等詳細(xì)條件,在每路進(jìn)線上或母線上裝設(shè)閥型避雷器或管型避雷器。第83條與架空線路連接三繞組變壓器(涉及一臺(tái)變壓器與兩臺(tái)電機(jī)相連三繞組變壓器)3~10kV繞組如有開路運(yùn)營也許,應(yīng)采用防止靜電感應(yīng)電壓危及該繞組絕緣辦法——在其一相出線上裝設(shè)一只閥型避雷器;但如該繞組連有25m及以上金屬外皮電纜段,則可不裝設(shè)避雷器。第84條如變電所內(nèi)有絕緣較低設(shè)備,閥型避雷器應(yīng)接近被保護(hù)設(shè)備。依照電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地條件,如容許采用滅弧電壓較低避雷器,可另行組合沖擊放電電壓和殘壓都較低避雷器。非原則普通閥型避雷器組合原則,可參照附錄十。第85條變電所3~10kV配電裝置(涉及電力變壓器),應(yīng)在每組母線和每路架空進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器,并應(yīng)采用圖16保護(hù)接線。母線上避雷器與主變壓器電氣距離不適當(dāng)不不大于表13所列數(shù)值。
表13避雷器與3~10kV主變壓器最大電氣距離雷季經(jīng)常運(yùn)營進(jìn)線路數(shù)1234及以上最大電氣距離(m)15232730
圖163~10kV配電裝置雷電侵入波保護(hù)接線FZ、FS為閥型避雷器有電纜段架空線路,避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜頭附近,其接地端應(yīng)和電纜金屬外皮相連。如各架空進(jìn)線均有電纜段,避雷器與主變壓器最大電氣距離不受限制。避雷器應(yīng)以最短接地線與變電所、配電所主接地網(wǎng)連接(涉及通過電纜金屬外皮連接)。避雷器附近應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。注:3~10kV配電所,當(dāng)無所用變壓器時(shí),可僅在每路進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器或管型避雷器。
第三節(jié)小容量變電所過電壓保護(hù)
第86條35kV變電所進(jìn)線,如架設(shè)避雷線有困難,或在土壤電阻率不不大于500Ω·m地區(qū),進(jìn)線段難以達(dá)到所需耐雷水平時(shí),可在進(jìn)線終端桿上裝設(shè)一組電抗線圈,以代替進(jìn)線段避雷線,并可采用圖17所示保護(hù)接線。電抗線圈電感值可采用約1000μH,其構(gòu)造應(yīng)符合絕緣強(qiáng)度規(guī)定。第87條容量為3150~5000kVA35kV變電所,可依照負(fù)荷重要性及雷電活動(dòng)強(qiáng)弱等條件恰當(dāng)簡化保護(hù)接線。變電所進(jìn)線段長度可減少到500~600m,但其首端管型避雷器GB1或保護(hù)間隙JX接地電阻不應(yīng)超過5Ω,并應(yīng)采用圖18所示保護(hù)接線。圖17用電抗線圈代替進(jìn)線段避雷線保護(hù)接線圖183150~5000kVA35kV變電所簡化保護(hù)接線第88條容量為3150kVA如下35kV供非重要負(fù)荷變電所,依照雷電活動(dòng)強(qiáng)弱,可采用圖19(a)保護(hù)接線,容量為1000kVA及如下變電所,可采用圖19(b)保護(hù)接線。圖19容量為3150kVA如下35kV變電所簡化保護(hù)接線圖20容量為3150kVA如下35kV分支變電所簡化保護(hù)接線第89條容量為3150kVA如下35kV供非重要負(fù)荷分支變電所,可采用圖20(a)、圖20(b)保護(hù)接線。第90條保護(hù)接線簡化(見第87、88、89條)變電所,閥型避雷器與主變壓器和電壓互感器最大電氣距離不適當(dāng)超過10m。3~10kV側(cè)配電裝置保護(hù),仍應(yīng)按第85條規(guī)定執(zhí)行。
第六章旋轉(zhuǎn)電機(jī)過電壓保護(hù)
第91條直接與架空電力線路連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)(發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、變頻機(jī)和電動(dòng)機(jī))保護(hù)方式,應(yīng)依照電機(jī)容量、雷電活動(dòng)強(qiáng)弱和對(duì)供電可靠性規(guī)定擬定。第92條單機(jī)容量為25000~60000kW直配電機(jī),宜采用圖21(a)保護(hù)接線。60000kW以上電機(jī)不應(yīng)與架空電力線路直接連接。管型避雷器GB1和GB2沖擊放電電壓,不應(yīng)超過表14所列數(shù)值。圖2125000~60000kW直配電機(jī)保護(hù)接線L——限制短路電流用電抗器;FB——磁吹或普通閥型避雷器;FCD——磁吹避雷器;C——電容器。圖226000~25000kW如下直配電機(jī)保護(hù)接線
GB1和GB2接地端,應(yīng)用鋼絞線連接。鋼絞線架設(shè)在導(dǎo)線下方,距導(dǎo)線不應(yīng)不大于2m,不應(yīng)不不大于3m,并應(yīng)與電纜首端金屬外皮在裝GB2桿塔處連在—起接地,工頻接地電阻R不應(yīng)不不大于5Ω。進(jìn)線電纜段應(yīng)直接埋設(shè)在土中,以充分運(yùn)用其金屬外皮分流作用。如受條件限制不能直接埋設(shè),可將電纜金屬外皮多點(diǎn)接地,即除兩端接地外,再在兩端間3~5處接地。
表14管型避雷器GB1和GB2沖擊放電電壓(kV)額定電壓(kV)3610預(yù)放電時(shí)間為2μs沖擊放電電壓405060
如電纜首端短路電流較大,按圖21(a)保護(hù)接線無恰當(dāng)參數(shù)管型避雷器可用時(shí),可改用圖21(b)保護(hù)接線。進(jìn)線段上閥型避雷器FS接地端,應(yīng)與電纜金屬外皮和避雷線連在一起接地,接地電阻R不應(yīng)不不大于3Ω。圖236000~1kW直配電機(jī)保護(hù)接線第93條單機(jī)容量為6000kW到25000kW如下直配電機(jī),宜采用圖22(a)保護(hù)接線。在多雷區(qū),也可采用圖21(b)、圖21(b)保護(hù)接線。如電纜首端短路電流較大,按圖22(a)保護(hù)接線無恰當(dāng)參數(shù)管型避雷器可用時(shí),可改用圖22(b)保護(hù)接線。第94條單機(jī)容量為6000~1kW直配電機(jī),如出線回路中無限流電抗器,可采用圖23(a)、圖23(b)保護(hù)接線。在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū),宜采用有電抗線圈圖23(a
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