电力设备过电压保护设计技术规程

电力设备过电压保护设计技术规程SDJ7—79中华人民共和国水利电力部关于颁发《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ7—79的通知（79）水电规字第4号《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ—76于一九七六年颁发试行后，对电力设备过电压保护设计工作起到了一定的指导和提高作用。现根据近年来的建设经验和各单位的意见，对本规程的内容作了必要的修改和补充，并颁发执行。在执行中如遇到问题，请告我部规划设计管理局。一九七九年一月八日基本符号电流、电压和功率I——雷电流幅值；Ic——接地电容电流；I1——雷击杆塔时的耐雷水平；I2——雷击导线或绕击导线时的耐雷水平；i——总雷电流瞬时值；igt——通过杆塔的电流瞬时值；Ue——额定电压；Uxg——设备的最高运行相电压；Ugo——空气间隙的工频放电电压；Une——内过电压间隙的工频放电电压或操作冲击波50％放电电压；Ush——绝缘子串工频湿闪电压或操作冲击波50％湿闪电压；U——进行波的幅值；U50％——绝缘子串的50％冲击放电电压；Ug——感应过电压的最大值；ug——感应过电压的瞬时值；Uj——杆塔上绝缘承受的过电压最大值；uj——杆塔上绝缘承受的过电压瞬时值；Utd——杆塔顶部电位的最大值；utd——杆塔顶部电位的瞬时值；W——消弧线圈的容量。电感、电阻和波阻Lgt——杆塔的等值电感(简称杆塔电感)；Lb——一档避雷线的电感的一半；R——工频接地电阻；Rch——冲击接地电阻；Z——避雷线的波阻；Z11——导线的自波阻；Z12、Z13、Z23——线1与线2、线1与线3、线2与线3的互波阻。时间参数t——雷电流波头长度；p——雷电波波长；0——进线保护段首端斜角波波头的长度；——进线保护段末端斜角波波头的长度。几何特征D——两避雷针、避雷线间的距离；D’——避雷针与等效避雷针间的距离；f——通过两支等高避雷针顶点和保护范围边缘最低点的圆弧的弓高；h——避雷针、避雷线的高度，避雷针校验点的高度，保护发电厂、变电所用的避雷线的支柱高度，杆塔高度，线路的平均高度；hb——避雷线的平均高度；hd——导线的平均高度；ha——避雷针、避雷线的有效高度；hx——被保护物的高度；h——两等高避雷针(线)间保护范围上部边缘最低点的高度或两等高避雷针间假想避雷针的高度；h1——线1的平均高度，线2、3等等的脚注类推；l——档距长度；lb——进线保护段长度；lj——绝缘子串的放电距离；lm——木横担线路的线间距离；Δl——避雷线上校验的雷击点与接地支柱间或最近支柱间的距离；l2——避雷线上校验的雷击点与另一端支柱间的距离；bx——两针间在hx水平面上保护范围的一侧最小宽度；R0——通过两避雷针、避雷线顶点以及两避雷针、避雷线间保护范围上部边缘最低点的圆的半径；r——避雷针在地面上的保护半径；rx——避雷针在hx水平面上的保护半径；r1——线1的半径；d12——线1与线2间的距离，其他脚注的意义类推；d’12——线1与线2的镜象间的距离，其他脚注的意义类推；S——雷击点与线路的距离；S1、S2、S3、S’2——按不同条件确定的送电线路档距中央导线与避雷线间的距离；Sk——避雷针、避雷线与被保护物间的空气中距离；Sd——避雷针、避雷线与被保护物间的地中距离；——避雷线对边导线的保护角；——每个绝缘子的泄漏距离。计算指标E——绝缘子串的平均运行电压梯度；P——雷电流幅值概率；P1——超过雷击杆塔时耐雷水平的雷电流概率；P2——超过雷击导线或绕击导线时耐雷水平的雷电流概率；P3——雷击挡距中央的避雷线时，超过耐雷水平的雷电流概率；Pa——平原线路绕击率；P’a——山区线路绕击率；m——每串绝缘子的个数；N——每100km一般高度电力线路每40雷日遭受雷击的次数，简称线路雷击次数；n——雷击跳闸率；——地面落雷密度，即每1雷日、每平方公里对地落雷次数；g——击杆率；——建弧率。计算系数——感应过电压系数；K0——内过电压倍数；K1——绝缘子串内过电压湿闪校正系数；K2——空气间隙的内过电压放电电压校正系数；K3——空气间隙运行电压综合系数；k——导线和避雷线间的耦合系数；k0——导线和避雷线间的几何耦合系数；k1——电晕效应校正系数；k13——线1对线3的几何耦合系数，其他脚注的意义类推；P——避雷针、避雷线的高度影响系数；——杆塔分流系数；’——避雷线分流系数。第一章总则第1条在制订过电压保护方案时，必须认真贯彻执行党的有关方针和政策，根据雷电活动情况和地形、地质、气象情况，以及电力网结构型式和运行方式等，结合运行经验，进行全面分析和技术经济比较，做到技术先进，经济合理，符合电力系统和电力设备安全经济运行的要求。第2条本规程适用于330kV及以下发电、变电、送电、配电和用电等交流电力设备的过电压保护。农村电力网及特殊电力设备的过电压保护，还应按有关的专用规定执行。雷电活动特殊强烈的地区，还应根据当地实践经验，适当加强防雷措施。第二章一般规定第3条220～330kV的电力网，应采用中性点直接接地方式。110～154kV的电力网，一般采用中性点直接接地方式。在雷电活动较强的山岳丘陵地区，构型简单的电力网，如采用直接接地方式不能满足安全供电的要求和对联网影响不大时，可采用中性点经消弧线圈接地的方式。3～60kV的电力网，应采用中性点非直接接地的方式。当单相接地故障电流大于下列数值时，应装设消弧线圈：3～10kV电力网30A20kV及以上电力网10A与发电机或调相机电气上直接连接的3～20kV电路，中性点应采用非直接接地的方式。当单相接地故障电流大于5A时，如要求发电机(调相机)能带内部单相接地故障运行，应装设消弧线圈。消弧线圈可装在厂用变压器的中性点上，也可装在发电机或调相机的中性点上。第4条电力系统内过电压倍数的确定，应考虑系统构型、系统容量及参数、中性点接地方式、断路器的性能、母线上的出线回路数以及系统运行接线、操作方式等因素。内过电压计算倍数一般取下列数值：对地绝缘，以设备的最高运行相电压Uxg为基准：35～60kV及以下(非直接接地)4.0Uxg110～154kV(非直接接地)3.5Uxg110～220kV(直接接地)3.0Uxg330kV(直接接地)2.75Uxg相间绝缘：3～220kV的电力网，相间内过电压宜取对地内过电压的1.3～1.4倍；330kV的电力网，相间内过电压可取对地内过电压的1.4～1.45倍。确定相间绝缘时，两相的电位宜分别取相间内过电压的+60％和-40％。第5条电力网的绝缘应能承受操作空载线路的过电压。在中性点直接接地的电力网中，操作110～220kV空载线路时，由于电感-电容回路振荡产生的最大操作过电压倍数一般不超过下列数值：使用重燃次数较少的空气断路器，不超过2.6，使用少油断路器，不超过2.8，使用有中值或低值并联电阻的空气断路器，不超过2.2。操作330kV空载线路时产生的最大操作过电压倍数不应超过2.0。断路器切断空载线路时不发生重燃是限制操作过电压的有效措施。在中性点非直接接地的60kV及以下的电力网中，操作空载线路产生的最大操作过电压的倍数，一般不超过3.5，操作单相接地的空载线路，虽可能超过4.0，仍取4.0。串联补偿装置对操作过电压的影响在设计中不予考虑。断路器应能将操作并联电容器组产生的过电压限制到不超过第4条中的数值。有中值并联电阻的断路器可将过电压倍数限制到2.5～3.0；如磁吹避雷器的通流能力满足电容器组释放储能的要求，也可用磁吹避雷器限制这种过电压。第6条切断空载变压器或电抗器时，由于断路器强制熄弧产生的过电压应根据断路器结构、回路参数、中性点接地方式、变压器的接线和构造等因素确定。在中性点直接接地的电力网中，断开110～330kV空载变压器时的过电压，一般不超过3.0Uxg；在中性点非直接接地的35～154kV电力网中，一般不超过4.0Uxg。采用灭弧性能较强又无并联电阻的断路器断开励磁电流标么值较大的空载变压器时，所产生的高幅值过电压，可装设并联电阻予以限制。也可在断路器与变压器间装设阀型避雷器。避雷器可在低压侧或高压侧，但如高低压电力网中性点接地方式不同，低压侧宜采用磁吹避雷器。断开高压变压器—电弧炉组时，电流迅速截断产生的过电压，应用阀型避雷器加以限制。在可能只带一条线路运行的变压器的中性点消弧线圈上，宜用阀型避雷器限制切除最后一条线路两相接地故障时，强迫断开消弧线圈电感电流在消弧线圈上产生的过电压。为限制内过电压装设的避雷器，在变压器等被保护设备运行中不得断开。空载变压器突然合闸时的过电压，一般小于2.0Uxg，可不采取保护措施。第7条在中性点不接地的电力网中，线路和变电所的正常绝缘应能承受间歇性电弧接地引起的过电压。间歇性电弧接地过电压一般不超过3.0Uxg，个别可达3.5Uxg。策8条各级电压的电力网均应采取措施，防止在电力系统操作或故障情况下，由于电力网参数的不利组合引起的铁磁谐振过电压。铁磁谐振过电压一般不超过1.5～2.5Uxg，个别达3.5Uxg以上。谐振过电压持续时间长，不能用避雷器限制。中性点非直接接地的电力网应防止下列情况下产生的铁磁谐振过电压：变压器供电给接有电磁式电压互感器的空载母线或空载短线；配电变压器高压绕组对地短路；用电磁式电压互感器在高压侧进行双电源的定相；送电线路一相断线后一端接地以及断路器的非同期动作、熔断器的非全相熔断。为防止铁磁谐振过电压，应充分考虑电力网各种可能的运行方式和操作方式、改变电力网中感抗和容抗的比值、保证断路器三相同期动作，以避免形成铁磁谐振过电压的条件。中性点非直接接地的电力网中，可选取下列防止过电压的措施：一、选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或采用电容式电压互感器。二、在电磁式电压互感器的开口三角绕组中，一般装设R≤0.4Xm的电阻(Xm为互感器在线电压作用下单相绕组的励磁电抗)，在35kV及以下电力网中，一般R＜100Ω，也可用220V500W的白炽灯泡固定装在35kV及以下电压互感器的开口三角绕组中在中性点位移超过一定电压值时，可用零序过电压继电器将电阻短时投入1min，然后再自动切除。三、个别情况下，在10kV及以下的母线上，可装设一中性点接地的星形接线电容器组，或用一段电缆代替架空线，减小对地容抗Xco，使(Xco／Xm)＜0.01。四、选择消弧线圈的安装位置时，应尽量避免有使电力网的一部分失去消弧线圈运行的可能性。五、采取临时切换措施，如投入事先规定好的某些线路或设备等。六、特殊情况下，可改为中性点瞬间经电阻接地或直接接地。中性点直接接地的电力网，在各种情况下，应尽量避免形成中性点不接地的电力网。第9条在电力系统中，应采取措施防止发电机或变压器的电感参数周期性变化引起的参数谐振过电压。可用快速励磁自动调节器限制由于电机电感参数的周期性变化产生的同步自励过电压；用速动过电压继电保护断开发电机，消除可能产生的异步自励过电压。在发电机容量小于空载线路的充电功率，或线路中有串联补偿装置的情况下，发电机全电压合闸或逐步升压起动过程中产生的参数谐振过电压，一般可采取下列措施予以限制：一、使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率。二、避免发电机带空载线路起动或避免以全电压向空载线路合闸。三、装设并联电抗器，使线路等值容抗大于电机直轴电抗与变压器漏抗之和。在自振频率小于且接近于100Hz的中性点直接接地的电力网中，应避免在只带空载线路的变压器的低压侧合闸，以防止由于变压器电感周期性变化在高压空载或轻载线路中引起幅值较高的以二次谐波为主的谐振过电压。第10条电力网应采取措施，使其有关参数避开共振条件，并在水轮发电机转子上装设阻尼绕组，以防止或限制水轮发电机不对称短路或负荷严重不平衡产生的谐振过电压。第11条电力网应限制由于断路器非全相分合闸、非同期动作、熔断器非全相动作在中性点不接地的变压器上产生的内过电压。有单侧电源的变压器从电源侧非全相分合闸，如变压器的励磁电感与对地电容产生铁磁谐振，能产生2～3Ucg的过电压；有双侧电源的变压器在非全相分合闸时，由于两侧电源