鄭煤集團電器設備選擇及避雷保護研究

【摘要】該文介紹開關電器的高壓設備選擇及.變壓器的過電流保護等，并對變電室總體布置要求進行了探討。

【關鍵詞】高壓設備；導線電纜；變壓器；避雷保護

一、高、低壓設備的選擇及保護

高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設備應工作安全可靠，運行方便，投資經濟合理。高壓刀開關柜的選擇應滿足變電所一次電路圖的要求，同時確定其中所有一次設備的型號規格。配電室高壓開關柜的選擇，高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發電廠和變配電所中作為控制和保護發電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監視儀表和母線、絕緣子等。高壓開關柜有固定式和手車式（移可式）兩大類型。瓦斯保護，又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯通管上。為了使油箱內產生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯通管對油箱頂蓋也有2%～4%的傾斜度。

二、變壓器故障分析

每當變壓器油箱內部發生輕微故障時，由故障產生的少量氣體慢慢升起，進入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號回路，發出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當變壓器油箱內部發生嚴重故障時，由故障產生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯通管進入油枕。這大量的油氣混合體在經過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”。

三、變壓器的過電流保護

無論采用電流繼電器還是脫扣器，也無論是定時限還是反時限，變壓器的過電流保護的組成和原理和電力先烈過電流保護才組成、原理完全相同。Iop=KrelKw/(KreKi)(1.5～3)I1N.T，Iop(YR)=KrelKw/Ki(1.5～3)I1N.T。變壓器過電流保護的靈敏度，按變壓器二次側母線在系統最小運行方式下發生兩相短路時換算到一次側的短路電流值I′k.min來檢驗，要求靈敏系數Sp≥1.5。如果Sp達不到要求，同樣可以才用低壓閉鎖的過電流保護。（1）變壓器的電流速斷保護。變壓器的速斷保護的組成、原理，也與電力線路的電流速斷保護相同。Iqd=KrelKw/KiIk.max，式中的Ik.max應取變壓器二次側母線的三相短路電路周期分量有效值換算到一次側的短路電流值，即變壓器電流速斷保護的速斷電流應按跺過二次側母線三相短路電流來整定。變壓器電流速斷保護的靈敏度，按保護裝置安裝處在系統最小系統方式下發生兩相短路的短路電流Ik來檢驗，要求Sp≥1.5～2。變壓器的電流速斷保護，也有“死區”。禰補死區的措施，是配備帶時限的電流保護。（2）變壓器的過負荷保護。變壓器的過負荷保護的組成、原理與電力線路的過負荷保護完全相同。Iop(OL)=(1.2～1.3)/KiI1N.T。變壓器的過負荷的動作時限一般取10s～15s。

四、防雷保護

1．防雷措施。架空線路的防雷措施有：在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設。35KV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。而10KV及以下的線路上一般不裝設避雷線。在出現雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護了下面兩根導線，也不會引起線路斷路器跳閘；裝設自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經0.5s或稍長一點時間后自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般用戶不會有什么影響；個別絕緣薄弱地點加裝避雷器，對架空線路上個別絕緣薄弱地點，可裝設排氣式避雷器或保護間隙。

2．變配電室的防雷措施。裝設避雷針，室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。要求避雷器應盡量靠近主變壓器安裝。避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯后接地；低壓側裝設避雷器，這主要用在多雷區用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當變壓器低壓側中性點不接地時（如IT系統），其中性點可裝設閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。

參考文獻

[1]林海濱．完善建筑物內部防雷裝置設計的實踐經驗[J]．氣象研究與應用．2007（3）

[2]劉介才．供電工程師技術手冊[D]．機械工業出版社，2000（4）