§6-4旋转电机的防雷保护

要求：理解旋转电机的防雷保护措施

（1）直配电机

直接与架空线相连的旋转电机（包括发电机、大型电动机等），称为直配电机。此时线路上的雷电波可直接传入旋转电机中，所以其防雷保护特别突出。

（2）旋转电机的防雷保护要求

1）旋转电机出厂耐压值仅为变压器的，所以旋转电机仅能与阀型磁吹避雷器（FCD）3kA以下的残压相配合。即是说，旋转电机的防雷保护要求之一是采取措施限制流入FCD避雷器的电流为3kA以下。

2）将入侵波陡度限制在a=2kV/μs以下。

（3）旋转电机的防雷保护

旋转电机的防雷保护为了满足保护要求，其保护措施如下：

1）避雷器保护（限制雷电流）

避雷器一般是FCD避雷器，装设在发电机母线上，主要功能是降低入侵波幅值以保护电机的主绝缘。

选择避雷器的时候，要使其残压略低于电机出厂时的冲击耐压值，而且还要配合进线段保护，限制流入FCD的雷电流不超过3kA。

2）电容器保护（限制陡度）

利用电容器保护的示意图如图10.12所示。

图10.12 电机母线上装设电容C以限制来波陡度

其保护原理与前面讲过的“行波旁过并联电容”时，电容能降低入侵波陡度的功能一样。

此时，入侵波陡度：

由此，增大C，即可降低入侵波陡度。实际运行中，每相电容为0.25~0.5μF，即能满足a<2kV/μs的要求。

3）电缆进线段保护（限制雷电流幅值）

l  其示意图如图10-6-2所示。其中的一段进线为电缆，其作用是限制雷电流的幅值。

l  保护原理

雷击A点的时候，F2动作，因此雷电流分三路：一部分通过F2以及R1流入大地，记为i；一部分通过F2，经过电缆外皮，再经L₃流入大地，记为i₂；一部分通过电缆芯线流向发电机，记为i₁。因此，A点被雷击后，其有电缆的进线段保护如图10.13所示。

     

 

 

                 

 

 

 

 

 

 

图10.13 有电缆段的进线保护接线

i)                   流经电缆外皮的电流i₂会在电缆芯线中产生反电动势，阻止流向芯线的电流i₁,从而使得绝大部分电流从电缆外皮流过，也就限制了流经避雷器F1的电流。

ii)                 实际运行过程中，当电缆段长100m（L₂），电缆末端外皮接地引下线长12m（L₃），接地电阻R=5Ω，电缆首端雷电流为50kA时，流过避雷器的雷电流不会超过3kA。

4）电抗器保护

电抗器保护是为了弥补利用电缆进线段保护时的不足。

i）电缆进行段保护的不足

在电缆进线段保护中，由于架空线的波阻抗Z₁比电缆线的波阻抗Z₂大很多。所以线路入侵波到达A点时（电缆首端），反射系数，会产生负的反射波，致使A点入侵波电压下降，则避雷器F2可能不动作，从而得不到保护作用。（F2不灵敏）

ii）电抗器保护

为了弥补这一点不足，改进方法是在电缆首端和F2之间加一个电抗器。当入侵波到达电抗器的时候，由于电抗器的电流不能突变，相当于开路，故入侵波会发生正的全反射，则将A点的电压提高，使得F2容易放电。

另外，也可以将F2沿架空线路前移70m至A^’点，如图10.13中F3处，也可获得与电抗器保护相同的效果。