1、無(wú)間隙氧化鋅避雷器由于保護(hù)性能好，電阻片有良好的非線性伏安特性，在正常工作電壓下通過(guò)避雷器的電流很小，無(wú)需串聯(lián)間隙，消除了因間隙擊穿特性變化所造成的影響，保護(hù)特,性僅由殘壓所決定，以及單位體積吸收能量較碳化硅非線性電阻片大510倍等優(yōu)點(diǎn)，使它被廣泛運(yùn)用于現(xiàn)在的電站設(shè)計(jì)中。由于發(fā)電機(jī)斷路器的裝設(shè)，出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)停機(jī)而主變壓器,還要倒送廠用電的運(yùn)行方式。這一運(yùn)行方式引起的另一個(gè)問(wèn)題卻被大家普遍忽視了，那就是：發(fā)電機(jī)與主變壓器之間的避雷器應(yīng)該如何配置在上世紀(jì)90年代漫灣電站設(shè)計(jì)時(shí)，由于沒(méi),有合適的產(chǎn)品，發(fā)電機(jī)與主變壓器之間沒(méi)有裝設(shè)斷路器，因此，在發(fā)電機(jī)與主變壓器之間裝設(shè)的避雷器按保護(hù)發(fā)電機(jī)來(lái)選，這是正

2、確的。筆者查閱了當(dāng)時(shí)與漫灣電站相近投產(chǎn)的電站，,均是這樣設(shè)計(jì)的。但是筆者發(fā)現(xiàn)，最近投產(chǎn)的和將要投產(chǎn)的一些大型和中型電站，在已經(jīng)裝設(shè)了發(fā)電機(jī)斷路器的情況下還是沿用過(guò)去的避雷器配置參數(shù)來(lái)選擇氧化鋅避雷器，筆者認(rèn)為,這是不妥當(dāng)?shù)摹ＫΠl(fā)電廠過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則DLT5090-1999此導(dǎo)則第8.3.8條規(guī)定：與架空線路連接的三繞組自耦變壓器、變壓器的低壓繞組如有,開路運(yùn)行的可能和發(fā)電廠雙繞組變壓器當(dāng)發(fā)電機(jī)斷開由高壓側(cè)倒送廠用電時(shí)，應(yīng)在變壓器低壓繞組出線上安裝一組避雷器，以防來(lái)自高壓繞組的雷電波的靜電感應(yīng)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段，則可不必安裝避雷器。

3、此導(dǎo)則第9.2.2條規(guī)定：在多雷區(qū)，對(duì)366kV電壓出線的發(fā)電機(jī)變壓器組，來(lái)自變壓器高壓繞組雷,電波的電磁感應(yīng)電壓已超過(guò)磁吹避雷器的保護(hù)水平，應(yīng)在發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)一組磁吹避雷器。本條的條文解釋是：變壓器高壓側(cè)為110kV及以上時(shí)，高壓側(cè)侵入雷電波，經(jīng)變壓器繞,組間電磁感應(yīng)傳遞至低壓繞組的電壓，還達(dá)不到發(fā)電機(jī)FCD避雷器的動(dòng)作電壓；但當(dāng)電壓為63kV及以下時(shí)，經(jīng)變壓器繞組間的電磁感應(yīng)傳遞的過(guò)電壓可使FCD避雷器動(dòng)作。本,條是根據(jù)論證資料變壓器發(fā)電機(jī)組進(jìn)波現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究而修改訂入。此導(dǎo)則第9.2.3條規(guī)定：無(wú)架空直配線的發(fā)電機(jī)，如與升壓變壓器之間的母線橋或組合導(dǎo)線無(wú)金屬屏蔽部分的長(zhǎng),度大于50m，應(yīng)采

4、取防止感應(yīng)過(guò)電壓的措施，在發(fā)電機(jī)側(cè)每相裝設(shè)0.15F電容器或磁吹避雷器，在變壓器側(cè)如已按8.3.8條裝有避雷器，就不再增設(shè)，否則應(yīng)裝設(shè)一組閥式,避雷器。這一條比較明確的是變壓器低壓側(cè)要裝設(shè)避雷器，而且在發(fā)電機(jī)與升壓變壓器之間的母線橋或組合導(dǎo)線無(wú)金屬屏蔽部分的長(zhǎng)度不大于50m時(shí)，只要變壓器低壓側(cè)裝設(shè)了避雷,器，發(fā)電機(jī)就可不裝設(shè)，但這一條沒(méi)有明確指出：這組避雷器的參數(shù)是按保護(hù)主變低壓繞組來(lái)定，還是按保護(hù)發(fā)電機(jī)來(lái)定。水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范DLT5186-2004此規(guī)范,第5.7.5條規(guī)定：應(yīng)采用DLT5090要求的保護(hù)接線，對(duì)直配發(fā)電機(jī)進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。對(duì)非直配發(fā)電機(jī)，可在變壓器的低壓側(cè)裝設(shè)避雷器或避

5、雷器和保護(hù)電容器組合進(jìn)行過(guò)電,壓保護(hù)。交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合DLT620-1997此規(guī)范第9.12條規(guī)定：無(wú)架空直配線的發(fā)電機(jī)，如發(fā)電機(jī)與升壓變壓器之間的母線橋或組合導(dǎo)線無(wú)金屬屏,蔽部分的長(zhǎng)度大于50m，應(yīng)采取防止感應(yīng)過(guò)電壓的措施，在發(fā)電機(jī)回路或母線的每相導(dǎo)線上裝設(shè)不小于0.15F的電容器或旋轉(zhuǎn)電機(jī)閥式避雷器。如已按7.3.8要求裝設(shè)避雷,器，則可不再采取措施，但該避雷器應(yīng)選用旋轉(zhuǎn)電機(jī)閥式避雷器。很明顯，此條規(guī)定并不是說(shuō)發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)的避雷器都必須選用旋轉(zhuǎn)電機(jī)閥式避雷器，而是說(shuō)當(dāng)發(fā)電機(jī)需要,保護(hù)而又只裝設(shè)一組避雷器的情況下，這組避雷器應(yīng)選用旋轉(zhuǎn)電機(jī)閥式避雷器。從另一方面理解

6、，就是當(dāng)發(fā)電機(jī)不需要保護(hù)時(shí)，這組避雷器就不應(yīng)選用旋轉(zhuǎn)電機(jī)閥式避雷器。（1）發(fā),電機(jī)母線斷路器合上，若變壓器高壓側(cè)避雷器接地離變壓器較遠(yuǎn)時(shí)，反擊電壓對(duì)110kV及以下變壓器的高壓側(cè)絕緣有危害，需在變壓器高壓側(cè)附近裝設(shè)避雷器。當(dāng)有避雷器保護(hù)，,變壓器高壓側(cè)三相入口電容C1上的電壓是不會(huì)超過(guò)變壓器沖擊耐壓的保證值U10，因而可算出變壓器低壓側(cè)和發(fā)電機(jī)所承受的反擊電壓U2，一般U2小于或等于U10100，,故當(dāng)發(fā)電機(jī)斷路器合上時(shí)，發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)反擊電壓皆無(wú)危險(xiǎn)。（2）發(fā)電機(jī)母線斷路器斷開，發(fā)電機(jī)上的反擊電壓很小，僅是母線上雜散電容或地電位差引起，對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣,無(wú)危害。對(duì)60kV變壓器，沖擊耐壓的

7、保證值為0.85330=280kV，U2=5684kV，與變壓器低壓側(cè)耐壓值相當(dāng)。對(duì)110kV及以上變壓器，反擊電壓將危及其,低壓側(cè)絕緣，此時(shí)需加保護(hù)。此外，當(dāng)發(fā)電機(jī)斷路器斷開、變壓器運(yùn)行時(shí)，從保護(hù)高壓線路不受雷電侵入波沖擊的角度看，亦需對(duì)變壓器低壓線圈的絕緣加以保護(hù)，可采用避雷器或電,容保護(hù)，保護(hù)設(shè)備應(yīng)安裝在發(fā)電機(jī)斷路器與變壓器低壓側(cè)之間。發(fā)電機(jī)變壓器組的防雷保護(hù)110kV及以上電壓出線的發(fā)電機(jī)變壓器組，只要可靠地保護(hù)了變壓器，一般就無(wú)須對(duì)發(fā),電機(jī)再采取保護(hù)措施。當(dāng)發(fā)電機(jī)有敞露母線橋或組合導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)采取防直擊雷的保護(hù)。當(dāng)敞露部分的長(zhǎng)度超過(guò)50m時(shí)，在發(fā)電機(jī)回路或每相母線上裝設(shè)不小于0.15F

8、的電容器或,磁吹避雷器。在變壓器低壓側(cè)宜裝設(shè)一組普通閥型避雷器。電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分經(jīng)變壓器供電的發(fā)電機(jī)，由于變壓器的保護(hù)作用，作用在發(fā)電機(jī)上的過(guò)電壓比直配線電,機(jī)低得多，通常能將傳遞過(guò)電壓限制到不危險(xiǎn)的程度。所以只要可靠地保護(hù)了變壓器，一般不需對(duì)發(fā)電機(jī)再采取保護(hù)措施。但有時(shí)傳遞過(guò)電壓幅值較高，為防止發(fā)電機(jī)絕緣損壞，在多,雷區(qū)和200MW及以上的大型電機(jī)，宜在電機(jī)出口裝一組FCD型磁吹避雷器或氧化鋅避雷器。由于經(jīng)過(guò)變壓器時(shí)，陡度已大為降低，因此可不裝保護(hù)電容，電機(jī)中性點(diǎn)也無(wú)需保護(hù),。對(duì)發(fā)電機(jī)到變壓器之間的敞露母線橋或組合導(dǎo)線，應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)和感應(yīng)雷保護(hù)措施。對(duì)封閉母線、共箱母線等

9、，將其外殼接地即可。避雷器的選擇持續(xù)運(yùn)行電壓交流電力系統(tǒng)金,屬氧化物避雷器使用導(dǎo)則DLT804-2002：10s及以內(nèi)切除故障：UcUm310s以上切除故障：Uc1.1Um（320kV系統(tǒng)）UcUm（3566kV系統(tǒng)）式,中：Uc為避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓，Um為系統(tǒng)最高工作電壓。額定電壓交流電力系統(tǒng)金屬氧化物避雷器使用導(dǎo)則DLT804-2002：避雷器的額定電壓UrkUt10s及以,內(nèi)切除，k=1.0；10s以上切除，k=1.251.3（k=1.25主要用于保護(hù)并聯(lián)補(bǔ)償電容器及其他絕緣較薄弱設(shè)備）暫態(tài)過(guò)電壓Ut=1.1Um（320kV時(shí)），,3.3有關(guān)規(guī)程規(guī)范提供的典型參數(shù)3.3.1交流電力系統(tǒng)

10、金屬氧化物避雷器使用導(dǎo)則DLT804-2002典型的電機(jī)用避雷器參數(shù)，其范圍非常全，從3.2、6.3、10,.5、13.8、15.8、18.0、20.0、22、24、26kV.10s及以內(nèi)和10s以上切除故障的避雷器參數(shù)，但其電壓范圍不全，沒(méi)有13.8、15.8、18,.0kV.2交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器GB11032-2000典型的電機(jī)用避雷器參數(shù)，其范圍非常全，3.2、6.3、10.5、13.8、15.8、18.0、20,.0kV都給出了。典型的電站和配電用避雷器參數(shù)，但其電壓范圍不全，也沒(méi)有13.8、15.8、18.0、20.0kV.計(jì)算結(jié)果根據(jù)以上所述，筆者作了一些補(bǔ)充計(jì)算、,類推，

11、從上述結(jié)果可以看出，若分別為發(fā)電機(jī)和變壓器裝設(shè)避雷器，則發(fā)電機(jī)和變壓器都是安全的，但用于保護(hù)發(fā)電機(jī)和用于保護(hù)變壓器的避雷器，其參數(shù)要求是不相同的。主變壓器,低壓側(cè)要裝設(shè)避雷器在發(fā)電機(jī)與主變壓器之間裝設(shè)了發(fā)電機(jī)斷路器之后，一般都有通過(guò)主變壓器倒送廠用電的運(yùn)行方式，按照有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，在主變壓器低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)避雷器，,而且避雷器應(yīng)裝設(shè)于主變壓器與斷路器之間，即：靠近主變低壓側(cè)。發(fā)電機(jī)可以不裝設(shè)避雷器從目前的大、中型電站設(shè)計(jì)情況看，基本上沒(méi)有用發(fā)電機(jī)直接帶直配線的設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)與,主變壓器之間通常是通過(guò)共箱母線、封閉母線等聯(lián)接，沒(méi)有無(wú)金屬屏蔽部分，而且已經(jīng)為主變壓器裝設(shè)了避雷器，因此，發(fā)電機(jī)可以不裝

12、設(shè)避雷器。主變壓器低壓側(cè)避雷器Ur、Uc,的確定4.3.1發(fā)電機(jī)和變壓器之間沒(méi)有裝設(shè)斷路器在這種情況下，應(yīng)按保護(hù)發(fā)電機(jī)來(lái)確定避雷器的各項(xiàng)參數(shù)要求。即：Uc=Un，Ur=1.25Un4.3.2發(fā)電機(jī)和變壓,器之間裝設(shè)有斷路器在這種情況下，應(yīng)按保護(hù)變壓器低壓繞組的絕緣來(lái)確定避雷器的各項(xiàng)參數(shù)要求。即：Uc1.1Um，Ur1.251.1Um4.3.3確定的依據(jù)發(fā)電機(jī)和主,變壓器之間避雷器的裝設(shè)及參數(shù)確定，很容易被誤認(rèn)為是一個(gè)純粹的電氣一次專業(yè)技術(shù)問(wèn)題，其實(shí)它還與電氣二次專業(yè)及運(yùn)行有關(guān)。當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間沒(méi)有裝設(shè)斷路器，從電氣一,次專業(yè)看，正常情況下基本上沒(méi)有發(fā)電機(jī)斷開而主變壓器還在運(yùn)行的方式；從電氣

13、二次專業(yè)看，可以認(rèn)為發(fā)電機(jī)與主變壓器是死連接，開機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)與主變壓器一起投入運(yùn)行，停機(jī)時(shí),發(fā)電機(jī)與主變壓器一起退出運(yùn)行，正常運(yùn)行時(shí)若在其間發(fā)生一點(diǎn)接地故障，發(fā)電機(jī)的定子接地保護(hù)動(dòng)作，自動(dòng)進(jìn)行停機(jī)滅磁，保證在10s之內(nèi)切除故障。因此按Uc=Un，Ur=,1.25Un來(lái)選擇避雷器是正確的。當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間裝設(shè)有斷路器，從電氣一次專業(yè)考慮，可以讓發(fā)電機(jī)停機(jī)、發(fā)電機(jī)斷路器斷開，采用主變壓器帶廠用電運(yùn)行的方式；從電,氣二次專業(yè)考慮，由于存在發(fā)電機(jī)和主變壓器分開運(yùn)行的方式，不但為發(fā)電機(jī)配置了定子接地故障保護(hù)，而且還為主變壓器配置了低壓側(cè)接地故障保護(hù)?，F(xiàn)在的大、中型電站基本上都,是按無(wú)人值班（少人值守）

14、運(yùn)行原則設(shè)計(jì)的，而且大型發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)通常經(jīng)過(guò)配電變壓器接地，這必然導(dǎo)致發(fā)電機(jī)單相接地故障電流的增大，為保證發(fā)電機(jī)的安全，就必須使發(fā)電機(jī),定子接地保護(hù)動(dòng)作于事故停機(jī)，由此可見，這兩種接地故障保護(hù)的動(dòng)作結(jié)果是不一樣的：發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)動(dòng)作通常作用于停機(jī)、滅磁，而主變低壓側(cè)接地故障保護(hù)只發(fā)信號(hào)不跳閘,。當(dāng)發(fā)電機(jī)斷路器斷開、由主變倒送廠用電時(shí)，主變低壓側(cè)是不直接接地系統(tǒng)，從運(yùn)行的角度考慮，允許帶接地故障運(yùn)行一段時(shí)間，有時(shí)甚至長(zhǎng)達(dá)2h以上，不要求在10s之內(nèi)切除,故障，這時(shí)非故障相電壓升高至線電壓或更高。無(wú)間隙氧化鋅避雷器有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但是由于沒(méi)有串聯(lián)間隙，電阻片不僅會(huì)承受雷電和操作過(guò)電壓作用，還

15、要承受正常持續(xù)運(yùn)行電壓,和暫時(shí)過(guò)電壓，因而存在著這些電壓作用下的劣化和熱穩(wěn)定問(wèn)題，容易損壞甚至爆炸。如果還按Uc=Un，Ur=1.25Un來(lái)選擇避雷器就是不正確、不安全的，因此，應(yīng)該按,：Uc1.1Um，Ur1.251.1Um來(lái)選擇。推薦的配置方案（1）發(fā)電機(jī)和變壓器之間沒(méi)有裝設(shè)斷路器：在發(fā)電機(jī)和變壓器之間裝設(shè)一組無(wú)間隙氧化鋅避雷器，參數(shù)按保護(hù),發(fā)電機(jī)來(lái)選擇：Uc=Un，Ur=1.25Un（2）發(fā)電機(jī)和變壓器之間裝設(shè)有真空斷路器：在發(fā)電機(jī)和真空斷路器之間裝設(shè)一組阻容吸收裝置（關(guān)于真空斷路器與阻容吸收裝置,的配置問(wèn)題，已經(jīng)有很多論文進(jìn)行了論述，在此不再贅述）。同時(shí)，在變壓器和真空斷路器之間裝設(shè)一

16、組無(wú)間隙氧化鋅避雷器，參數(shù)按保護(hù)變壓器來(lái)選擇：Uc1.1Um，Ur1.,251.1Um（3）發(fā)電機(jī)和變壓器之間裝設(shè)有SF6斷路器：在發(fā)電機(jī)和SF6斷路器之間裝設(shè)一組無(wú)間隙氧化鋅避雷器，參數(shù)按保護(hù)發(fā)電機(jī)來(lái)選擇：Uc=Un，Ur=1.2,5Un同時(shí)，在變壓器和SF6斷路器之間再裝設(shè)一組無(wú)間隙氧化鋅避雷器，參數(shù)按保護(hù)變壓器來(lái)選擇：Uc1.1Um，Ur1.251.1Um4.5非標(biāo)氧化鋅避雷器的生產(chǎn)根,據(jù)有關(guān)的規(guī)程規(guī)范和廠家的樣本，可很容易選出保護(hù)發(fā)電機(jī)用的標(biāo)準(zhǔn)避雷器，但如果按保護(hù)主變壓器低壓側(cè)繞組的絕緣來(lái)選擇氧化鋅避雷器，馬上就會(huì)遇到?jīng)]法選擇的問(wèn)題。就連我們,的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電壓GB156-93中，都沒(méi)有定義與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓13.8、15.75、18.0kV等對(duì)應(yīng)的配電系統(tǒng)額定電壓和系統(tǒng)最高工作電壓，有關(guān)的規(guī)程規(guī)范和各,氧化鋅避雷器廠提供的樣本中也沒(méi)有與13.8、15.75、18.0kV等對(duì)應(yīng)的配電型避雷器參數(shù)。為此，筆者請(qǐng)教了國(guó)內(nèi)幾個(gè)氧化鋅避雷器的生產(chǎn)廠，他們的回答是：只要我,們提出Uc、Ur等參數(shù)，廠家都可按我們的要求生產(chǎn)，并且沒(méi)有任何