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避雷器的击穿事故,如何选择氧化锌避雷器

发布时间:2022/4/21 8:43:58

氧化锌避雷器是电力系统中重要的电力设备之一,其类型主要有保护空位、阀式避雷器和氧化锌避雷器。现在,在电力系统中运用较多的是氧化锌避雷器,与传统的阀式避雷器比较,氧化锌避雷器的电阻阀片具有优异的非线性伏安特性,在作业电压下电阻值很高,流过避雷器的电流很小,而当遭受过电压时,电阻值很小,残压也很低,避雷器处于导通情况,能敏捷开释过电压能量,能有用保护电气设备。可是,要充分发挥避雷器的保护可靠性,就必须根据被保护设备的具体情况,来选择相应的避雷器,如若选择不当,不但不能发挥其应有的作用,甚至会产生事故。

1选型差错构成避雷器击穿事故

1.1事故经过

某蓄能电站装有3台发电机电动机,机组额定电压为13.8kV,中性点经高阻接地。3台机组与3台主变压器选用单元接线,机组与主变压器之间设置有真空断路器。并且电站设置了1套变频发起设备供3台机组电动工况发起之用。为了按捺真空断路器的操作过电压,保护机组,3台机组真空开关柜内均设备了金属氧化锌避雷器,其型号为HY5WS-17/50

 

某日0204分,电站1号机组经变频器建议抽水,0208分,1号主变低压侧C相电压下降,变频器缺陷动作跳开输入开关,接着1号机组低压过流保护动作,1号机组抽水建议失利。作业人员当即停机检查,发现1号机建议母线C相避雷器被击穿,C相单相接地,一同导致与建议母线联接的050607号开关柜内的避雷器均有不同程度损坏。

1.2原因分析

缺陷产生前,机组在正常的抽水建议过程中,未进行其他操作,气候情况良好,经过往后的缺陷录波显现,也未产生雷击和其他过电压现象。因此,产生避雷器击穿,引起单相接地应该是避雷器本身缺陷引起的。产生C相避雷器击穿单相接地后,AB相的电压当即上升,构成与建议母线相连的050607号开关柜内的避雷器均产生了损坏。

经过检查发现,避雷器的选型存在问题。避雷器持续作业电压是容许耐久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值,关于无空位避雷器,作业电压直接作用在避雷器的电阻片上,会引起电阻片的劣化,因此,为了确保必定的运用寿数,长时间作用在避雷器上的电压不得超越避雷器的持续作业电压,避免引起电阻片的过热和热溃散。依照避雷器的选择准则,在中性点非直接接地系统中,若单相接地缺陷在10s以上才切除的,避雷器持续作业电压应不小于系统线电压Um。该电站发电机中性点经高阻接地,发电机额定电压为13.8kV,因此,选择避雷器的持续作业电压应不小于13.8kV。可是,该电站选择的避雷器类型为HY5WS-17/50,此类型避雷器是配电用避雷器,不是发电机专用避雷器,其持续作业电压只需13.6kV,低于发电机额定电压,不满足避雷器长时间安稳作业要求。因此,该电站发电机避雷器在产生单相接地后大面积损坏,与避雷器持续作业电压选择过低有直接关系。

2选型注意事项

2.1类型的选择

氧化锌避雷器选型时应根据被保护设备的方针承认避雷器的类型,保护方针不同,避雷器的类型也不同。还以上面电站为例,依照发电机避雷器序列选择,额定电压为13.8kV的发电机应选择类型为YH5WD-17.5/40的避雷器,而该电站选择的避雷器类型为HY5WS-17/50,为配电用避雷器,两种避雷器主要参数见表:

 

该电站机组已作业20年以上,依照相关规程规矩,发电机工频实验电压为1.3~1.5Un=17.9kV~20.7kV,一般发电机绕组的冲击系数为1.25,那么发电机绕组的冲击绝缘水平为1.25*17.9kV~20.7kV*√2=32.2~37.25kV。若发电机出口设备配电避雷器、当发电机遭受过电压时,避雷器动作,将过电压绑缚在不大于50kV残压下,比发电机绝缘冲击电压高了近13kV50kV的避雷器残压遽然加在发电机绝缘上,可能会形成发电机绝缘击穿。而发电机专用避雷器残压只要35.6kV,比发电机绝缘冲击电压低,这样发电机绝缘将相对安全得多。

2.2额定电压的选择

避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最大容许工频电压有效值,型号为YH5WD-17.5/40的避雷器,其额定电压为17.5kV,标明当过电压有效值抵达17.5kV,避雷器就会开端作业。

在相同的系统标称电压下,避雷器的额定电压选得越高,在作业中经过避雷器的漏电流越小,对减轻避雷器的劣化有利,可以前进作业的可靠性。但另一方面,避雷器的额定电压高了,残压也相应增高了,在相同的绝缘水平下,保护裕度会下降,这两方面是敌对的。因此,在选择避雷器额定电压时,要充分考虑被保护设备的绝缘水平。

2.3持续作业电压Uc的选择

氧化锌避雷器持续作业电压是指长时间作用在避雷器上的最高工频电压的有效值,在选择避雷器持续作业电压时,要考虑系统的中性点接地方法。在中性点直接接地系统中,接在相对地的无空位避雷器,其持续作业电压应不低于系统的最高作业相电压。在中性点非直接接地系统中,假定单相接地缺陷在10s及以内切除,无空位避雷器其持续作业电压应不低于系统的最高作业相电压。假定单相接地缺陷在10s以上切除,其持续作业电压应一般不低于系统的最高作业线电压。

2.4标称放电电流的选择

标称放电电流是用来区分避雷器等级的波形8/20μs的雷电冲击电流峰值,型号为YH5WD-17.5/40的避雷器中5标明标称放电电流为5kA。无空位氧化锌避雷器标称放电电流按远方雷电侵入波的概率核算及变电站的重要性,一般可按表2选择。

 

总结

在选择避雷器时,应根据被保护设备的特征,选择相应类型的专用避雷器,一同结合被保护设备的绝缘水平,选择与之匹配的避雷器。无论是阀式避雷器仍是无空位氧化锌避雷器,其作用都是绑缚过电压,使之低于一定幅值,确保设备安全作业。所以,被保护设备的安满是选择避雷器的第一准则。

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