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避雷器的擊穿事故,如何選擇氧化鋅避雷器

發布時間:2022-4-21 8:43:58

氧化鋅避雷器是電力系統中重要的電力設備之一,其類型主要有保護空位、閥式避雷器和氧化鋅避雷器?,F在,在電力系統中運用較多的是氧化鋅避雷器,與傳統的閥式避雷器比較,氧化鋅避雷器的電阻閥片具有優異的非線性伏安特性,在作業電壓下電阻值很高,流過避雷器的電流很小,而當遭受過電壓時,電阻值很小,殘壓也很低,避雷器處于導通情況,能敏捷開釋過電壓能量,能有用保護電氣設備??墒?,要充分發揮避雷器的保護可靠性,就必須根據被保護設備的具體情況,來選擇相應的避雷器,如若選擇不當,不但不能發揮其應有的作用,甚至會產生事故。

1選型差錯構成避雷器擊穿事故

1.1事故經過

某蓄能電站裝有3臺發電機電動機,機組額定電壓為13.8kV,中性點經高阻接地。3臺機組與3臺主變壓器選用單元接線,機組與主變壓器之間設置有真空斷路器。并且電站設置了1套變頻發起設備供3臺機組電動工況發起之用。為了按捺真空斷路器的操作過電壓,保護機組,3臺機組真空開關柜內均設備了金屬氧化鋅避雷器,其型號為HY5WS-17/50

 

某日0204分,電站1號機組經變頻器建議抽水,0208分,1號主變低壓側C相電壓下降,變頻器缺陷動作跳開輸入開關,接著1號機組低壓過流保護動作,1號機組抽水建議失利。作業人員當即停機檢查,發現1號機建議母線C相避雷器被擊穿,C相單相接地,一同導致與建議母線聯接的05、06、07號開關柜內的避雷器均有不同程度損壞。

1.2原因分析

缺陷產生前,機組在正常的抽水建議過程中,未進行其他操作,氣候情況良好,經過往后的缺陷錄波顯現,也未產生雷擊和其他過電壓現象。因此,產生避雷器擊穿,引起單相接地應該是避雷器本身缺陷引起的。產生C相避雷器擊穿單相接地后,A、B相的電壓當即上升,構成與建議母線相連的05、06、07號開關柜內的避雷器均產生了損壞。

經過檢查發現,避雷器的選型存在問題。避雷器持續作業電壓是容許耐久地施加在避雷器端子間的工頻電壓有效值,關于無空位避雷器,作業電壓直接作用在避雷器的電阻片上,會引起電阻片的劣化,因此,為了確保必定的運用壽數,長時間作用在避雷器上的電壓不得超越避雷器的持續作業電壓,避免引起電阻片的過熱和熱潰散。依照避雷器的選擇準則,在中性點非直接接地系統中,若單相接地缺陷在10s以上才切除的,避雷器持續作業電壓應不小于系統線電壓Um。該電站發電機中性點經高阻接地,發電機額定電壓為13.8kV,因此,選擇避雷器的持續作業電壓應不小于13.8kV??墒?,該電站選擇的避雷器類型為HY5WS-17/50,此類型避雷器是配電用避雷器,不是發電機專用避雷器,其持續作業電壓只需13.6kV,低于發電機額定電壓,不滿足避雷器長時間安穩作業要求。因此,該電站發電機避雷器在產生單相接地后大面積損壞,與避雷器持續作業電壓選擇過低有直接關系。

2選型注意事項

2.1類型的選擇

氧化鋅避雷器選型時應根據被保護設備的方針承認避雷器的類型,保護方針不同,避雷器的類型也不同。還以上面電站為例,依照發電機避雷器序列選擇,額定電壓為13.8kV的發電機應選擇類型為YH5WD-17.5/40的避雷器,而該電站選擇的避雷器類型為HY5WS-17/50,為配電用避雷器,兩種避雷器主要參數見表:

 

該電站機組已作業20年以上,依照相關規程規矩,發電機工頻實驗電壓為1.3~1.5Un=17.9kV~20.7kV,一般發電機繞組的沖擊系數為1.25,那么發電機繞組的沖擊絕緣水平為1.25*17.9kV~20.7kV*√2=32.2~37.25kV。若發電機出口設備配電避雷器、當發電機遭受過電壓時,避雷器動作,將過電壓綁縛在不大于50kV殘壓下,比發電機絕緣沖擊電壓高了近13kV,50kV的避雷器殘壓遽然加在發電機絕緣上,可能會形成發電機絕緣擊穿。而發電機專用避雷器殘壓只要35.6kV,比發電機絕緣沖擊電壓低,這樣發電機絕緣將相對安全得多。

2.2額定電壓的選擇

避雷器額定電壓是施加到避雷器端子間的最大容許工頻電壓有效值,型號為YH5WD-17.5/40的避雷器,其額定電壓為17.5kV,標明當過電壓有效值抵達17.5kV,避雷器就會開端作業。

在相同的系統標稱電壓下,避雷器的額定電壓選得越高,在作業中經過避雷器的漏電流越小,對減輕避雷器的劣化有利,可以前進作業的可靠性。但另一方面,避雷器的額定電壓高了,殘壓也相應增高了,在相同的絕緣水平下,保護裕度會下降,這兩方面是敵對的。因此,在選擇避雷器額定電壓時,要充分考慮被保護設備的絕緣水平。

2.3持續作業電壓Uc的選擇

氧化鋅避雷器持續作業電壓是指長時間作用在避雷器上的最高工頻電壓的有效值,在選擇避雷器持續作業電壓時,要考慮系統的中性點接地方法。在中性點直接接地系統中,接在相對地的無空位避雷器,其持續作業電壓應不低于系統的最高作業相電壓。在中性點非直接接地系統中,假定單相接地缺陷在10s及以內切除,無空位避雷器其持續作業電壓應不低于系統的最高作業相電壓。假定單相接地缺陷在10s以上切除,其持續作業電壓應一般不低于系統的最高作業線電壓。

2.4標稱放電電流的選擇

標稱放電電流是用來區分避雷器等級的波形8/20μs的雷電沖擊電流峰值,型號為YH5WD-17.5/40的避雷器中5標明標稱放電電流為5kA。無空位氧化鋅避雷器標稱放電電流按遠方雷電侵入波的概率核算及變電站的重要性,一般可按表2選擇。

 

總結

在選擇避雷器時,應根據被保護設備的特征,選擇相應類型的專用避雷器,一同結合被保護設備的絕緣水平,選擇與之匹配的避雷器。無論是閥式避雷器仍是無空位氧化鋅避雷器,其作用都是綁縛過電壓,使之低于一定幅值,確保設備安全作業。所以,被保護設備的安滿是選擇避雷器的第一準則。

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