变电所遭受的雷击是下行雷,主要来自两个方面:一是雷直击在变电所的电气设备上;二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路***变电所。因此,直击雷和雷电波对变电所进线及变压器的***的防护十分重要。
(1)变电所的直击雷防护。装设避雷针是直击雷防护的主要措施,避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上,并安全导入地中,从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。
装设避雷针时对于35kV变电所必须装有***的避雷针,并满足不发生反击的要求;对于110kV及以上的变电所,由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高,可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上,因此,雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。
(2)变电所对***波的防护。变电所对***波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻,目前,FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻,其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器,主要用来保护中等及大容量变电所的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器,主要用来保护变电所的高压电气设备。
(3)变电所的进线防护。对变电所进线实施防雷保护,其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时,将有行波沿导线向变电所运动,其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压,线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此,在*近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施。如果没架设避雷线,当*近变电所的进线上遭受雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA,且其陡度也会超过允许值,势必会对线路造成***。
(4)变压器的防护。变压器的基本保护措施是*近变压器安装避雷器,这样可以防止线路***的雷电波损坏绝缘。
装设避雷器时,要尽量*近变压器,并尽量减少连线的长度,以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时,避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起,这样,当***波使避雷器动作时,作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了(不包括接地电阻上的电压压降),就减少了雷电对变压器***的机会。
(5)变电所的防雷接地。变电所防雷保护满足要求以后,还要根据安全和工作接地的要求敷设一个统一的接地网,然后避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷的要求,或者在防雷装置下敷设单独的接地体。
系统发生谐振时,在谐振电压和工频电压的作用下,PT铁芯磁密迅速饱和,激磁电流迅速增大,会使PT绕组严重过热而损坏(同一系统中所有PT均受到威胁),甚至引起母线故障造成大面积停电。因此对发生谐振时,如何快速消除谐振是保证设备安全运行的关键。
一、谐振的分类和谐振现象分析
6kV中性点不接地系统的谐振分基波谐振、高频谐振和分频谐振三种,谐振一般由接地和激发产生,根据运行经验,当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时易产生基波谐振;当发生单相接地时易产生分频谐振,特别是单相接地突然消失(如拉路)时易激发谐振。发生谐振时,相间电压不变,电压互感三角会出现谐振频率电压,***信号会报“系统单相接地”信号,若不仔细分析其电压变化,会误认为是系统单相接地故障,对于没有装设消弧线圈的变电站,快速消除谐振更为重要,下面对三种谐振现象进行一一分析:
1、基波谐振:发生基波谐振时,相对地电压有以下两种现象:
1)一相电压下降(不为零),两相电压升高超过线电压或电压表顶表;
2)两相电压下降(不为零),一相电压升高或电压表顶表;
其相对地电压的过电压小于或等于3倍相电压;
2、高频谐振:发生高频谐振时,其相对地电压的过电压小于或等于4倍相电压,三相对地电压一起升高,远远超过线电压或电压表顶表。
3、分频谐振:发生分频谐振时,三相对地电压依相序次序轮流升高或同时升高,并在(1.2~1.4)倍相电压间做低频摆动,大约每秒一次。
由上述谐振现象可总结如下:
现象判断
发母线接地信号(开口三角有零序输出)
一相相对地电压超过线电压,二相相对地电压超过线电压。
基波谐振:三相相对地电压超过线电压。
高频谐振:三相对地电压依次轮流升高,但不超过线电压三相对地电压同时升高,但不超过线电压分频谐振。
二、发生谐振的处理
对于我们现在6kV不接地系统来说,主要是投入消弧线圈和改变运行参数,一般投入消弧线圈都能消除谐振,对于发生基波和高频谐振,只要消谐器可靠动作,也能消除谐振,但对于分频谐振具有零序性质,一般消谐器无法消除谐振,投切三相对称负荷不起作用,对于未装设消弧线圈,因此根据实际情况,可按以下方法处理:
1、基波或高频谐振的处理:
1)有运行电容器时,切除运行电容器;没有运行电容器时,投入一组电容器;
2)以上措施无法消谐时,切除该母线所有电容器,向调度申请切除部分馈线,***好是先切长线路。
2、分频谐振的处理:
1)切除该母线所有电容器;
2)谐振仍无法消除时,向调度申请切除该母线上的线路,直至谐振消除;
3)若所有线路全部切除后仍无法消谐,向调度申请切除变低开关,将母线停电;