SL／T 781-2020标准规范下载简介：

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SL／T 781-2020 水利水电工程过电压保护及绝缘配合设计规范（清晰，附条文说明）

3.2.4中性点有效接地方式应符合下列规定：

1110~750kV系统中性点应米用有效接地方式。在各种 条件下应使系统的零序电抗与正序电抗的比值X。/Xi为正值且 X。/X<3，零序电阻与正序电抗的比值R。/Xi≤1。 2110kV及220kV变压器，除自耦变压器外中性点应采用 经隔离开关接地或经低阻抗接地。经隔离开关接地时，根据系统 运行需要变压器中性点可接地，也可不接地。 3330~750kV变压器中性点应采用直接接地或经低阻抗 接地。若系统单相短路电流未超过断路器的开断电流，宜选用直 接接地方式。 3.2.5同步电机内部发生单相接地故障时，当单相接地故障持 续电流不大于表3.2.5的规定时，中性点宜采用不接地方式：当 单相接地故障持续电流大于表3.2.5的规定时，宜采用中性点谐 振或高电阻接地方式，并应满足下列要求： 1当不要求瞬时切机时，应采用中性点谐振接地方式且补 尝后故障点的残余电流不应大于表3.2.5的规定。中性点谐振接 地消弧线圈可装在同步电机中性点上，也可装在厂（站）用变压 器中性点上

， 单相接地故障持续电流大于表3.2.5的规定时，宜采用中性点谐 振或高电阻接地方式，并应满足下列要求： 1当不要求瞬时切机时，应采用中性点谐振接地方式且补 偿后故障点的残余电流不应大于表3.2.5的规定。中性点谐振接 地消弧线圈可装在同步电机中性点上，也可装在厂（站）用变压 器中性点上。

表3.2.5同步电机单相接地故障电流最高允许值

2当要求瞬时切机时，中性点宜采用高电阻接地方式，电 阻器宜接在同步电机中性点单相变压器的二次绕组上。 3.2.63～66kV系统采用中性点谐振接地方式时应符合下列 要求： 1 谐振接地系统宜采用具有自动跟踪补偿功能的消弧装置。 2主变压器中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈应采用 过补偿方式。在正常运行时，中性点长时间位移电压不应超过额 定相电压的15%，脱谐度不宜大于10% 3中性点经消弧线圈接地的非直配电机，宜采用欠补偿运 行方式。在正常运行时，中性点长时间位移电压不应超过额定相 电压10%ZJM 002-4422-2020 全自动水晶研磨机，脱谐度不宜超过30%，消弧线圈分接头应满足脱谐 度要求。 4直配电机中性点消弧线圈应采用过补偿方式。消弧线圈 容量不足时， 允许短时间以欠补偿方式运行，但脱谐度不宜超 过10%。 5装有消弧线圈系统，故障点残余电流不宜大于10A。必 要时可将配电系统分区运行，减少故障点的残余电流。 6消弧线圈容量应根据电网远景年发展规划确定，并应按 附录A.1计算 7消弧线圈宜直接接于变压器中性点，变压器无中性点引 出时，应装设专用接地变压器，容量应与消弧线圈容量相配合。

3.2.7中性点采用高电阻接地方式时应符合下列要求

1同步电机中性点高电阻值选择应满足运行机组健全相暂 时过电压控制不宜超过2.6p.u.（基准电压）要求。电阻值计算 可参照附录A.2。 2变压器额定电压不宜低于同步电机额定电压。变压器容 量计算可参照附录A.2。 3变压器低压侧接入电阻的阻值以及变压器二次侧额定电 玉选择应满足保护系统设计要求。低压电阻值计算可参照附 录A.2。

3.2.83~35kV配电系统采用中性点

低电阻接地方式时，安装在变压器中性 点电阻器的电阻，在满足单相接地继电 保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下 宜选择较大值，电阻值计算可参照附 录 A. 3。

3.2.9中性点采用低阻抗接地方式应

1变压器中性点经低阻抗接地方 式如图3.2.9所示。电抗值应取1/3变 玉器零序电抗值，两台变压器经电抗器 接地，与一台变压器接地、一台变压器

图3.2.9变压器中性点 经低阻抗接地方式

不接地的零序电抗值相同。当退出一台变压器运行时，可将另一 台运行变压器中性点低阻抗用隔离开关短接。对多台变压器也可 仿照此处理方法。 2采用变压器中性点经1/3变压器零序电抗接地，在单相 接地时，变压器中性点零序电压可按式（3.2.9）计算。

式中U。 变压器中性点零序电压，kV； Uxg—系统最大工作相电压，kV； k—一零序电抗（X。）与正序电抗（X）比值，X。/X 《3。 3110～750kV系统变压器中性点最大零序电压应按表 3.2.9选用。 4低阻抗值在流过零序电流范围内应为恒值，低阻抗伏安 特性应为线性。 5为限制单相短路电流而将变压器中性点经低阻抗接地时， 接入低阻抗后可取X。/X,~1。

表3.2.9110750kV系统变压器中性点最大零序电压

3.3作用在电气装置绝缘上的电压

3。3。1交流电气设备绝缘上作用电压包括下列电压：

1正常运行时的持续工频电压，不超过系统最高电压Um9 持续时间为设备设计运行寿命。 2 暂时过电压，包括工频过电压和谐振过电压。 3 操作过电压。 4 雷电过电压。 5 特快速瞬态过电压（VFTO）。

1.0p.u.=Um//3=Ux

1.0p.u.=/2Um//3=/2Ux

时过电压、操作过电压及

4。1。1暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压。工频过电 由空载线路电容效应、甩负荷和单相接地故障引起，可分别按 列公式计算： 1送电线路空载运行状态下，线路末端工频过电压可采

式中E 失去负荷前发电机等值暂态电动势，kV； U"一 失去负荷前母线电压，kV； 发电机视在功率，kVA； 线路输送功率，kW； X 送端系统等值电抗标么值：

一功率因数角。 3系统单相接地故障，健全相工频过电压可采用式（4.1.1 ）简化计算：

中性点谐振接地、 低电阻接地和 3Uxg 高电阻接地的3~20kV系统 35~66kV系统 Ux 110kV及220kV系统 1.3Uxg 线路断路器变电站侧 1.3Uxg 330~750kV系统 线路断路器线路侧 持续时间不大于0.5s） 4.1。3220kV及以下系统可不采取限制工频过电压的措施。对 工程中采用长电缆段输电的回路，电缆系统是否采取限制工频过 电压的措施，宜经计算确定。 4.1.4330～750kV系统中，工频过电压应在设计时结合工程 条件预测计算，宜以正常送电状态下突然甩负荷和在线路受端有 接地故障情况下突然甩负荷时可能产生幅值较高的工频过电压作 为主要预测工况。当工频过电压超过表4.1.2的规定时，应在线 路上安装并联电抗器加以限制。当线路上只装设一组电抗器时 宜安装在线路受电端。

工程中采用长电缆段输电的回路，电缆系统是否采取限制工频过 电压的措施，宜经计算确定。 4.1.4330750kV系统中，工频过电压应在设计时结合工程 条件预测计算，宜以正常送电状态下突然甩负荷和在线路受端有 接地故障情况下突然甩负荷时可能产生幅值较高的工频过电压作 为主要预测工况。当工频过电压超过表4.1.2的规定时，应在线 路上安装并联电抗器加以限制。当线路上只装设一组电抗器时： 宜安装在线路受电端。

避免电感电容参数不利组合引起谐振过电压措施，或采用保护装 置限制谐振过电压的幅值和持续时间

时，将会产生同步自励磁和异步自励磁过电压，应采取限制措 施。自励磁过电压判据和限制措施宜满足下列要求： 1使同步发电机容量大于所连接空载线路充电功率。不发 生自励磁的判据可按式（4.1.6一1）确定：

Q> P,tand。 X.% + X.% S Sc

流磁场，健全相上将产生幅值较高的谐振过电压。在同步电机转 子上加装阻尼绕组，可限制过电压幅值不超过3Ug。加装阻尼 绕组的同步电机发生不对称短路过电压可按式（4.1.7）计算：

式中U 司步电机不对称短路过电压幅值，kV kd 两相短路ka=1，两相短路接地ka=1.5； X 同步电机交轴超瞬态电抗，2； X 同步电机直轴超瞬态电抗，α； Uxl 同步电机最高运行相电压幅值，kV。

式中U 同步电机不对称短路过电压幅值，kV； kd 两相短路k。=1，两相短路接地kc1.5； X一 同步电机交轴超瞬态电抗，2： X"一一同步电机直轴超瞬态电抗，α； Uxgf一同步电机最高运行相电压幅值，kV。 4。1.8防止电磁式电压互感器引起铁磁谐振过电压措施应满足 下列要求： 1在直接接地系统中，对敲开式配电装置，应选用电容式 电压互感器；对气体绝缘全封闭配电装置（GIS），当采用带有 均压电容的断路器开断连接电磁式电压互感器的空载母线，经验 算可能产生铁磁谐振过电压时，应采取下列措施： 1）运行中应避免可能引起谐振的操作方式。 2）装设专门抑制此类铁磁谐振的装置。 2在不接地系统中，对带绝缘监视用电磁式电压互感器与 空载母线或空载短线引起的铁磁谐振过电压，电源中性点发生对 地位移，引起虚幻接地信号。可采取下列预防和限制措施： 1）采用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器或电容 式电压互感器。 2）增大母线对地电容，减小对地容抗（Xco），使对地容 抗与电压互感器在线电压作用下单相绕组的励磁感抗 Xco < 0.01。 Xm 3）电压互感器高压绕组中性点对地间串接单相电压互感 器或消谐装置。 4）在电压互感器开口三角绕组中装设电阻，或装设专门

消除此类谐振的消谐装置。

4.1.9防止非全相运行引起铁磁谐振过电压措施应满足下列 要求： 1非全相运行引起的铁磁谐振过电压应考虑下列情况： 1）对单侧电源中性点不接地系统的变压器或中性点直接 接地系统的中性点不接地变压器，当发生线路断线或 断路器、熔断器非全相分合闻时，由于空载或轻载变 压器励磁电感与线路对地电容构成串联铁磁谐振，将 产生2.0p.u.～3.0p.u.的过电压。谐振频率可为基 频，也可为高频和分频。 2）对双侧电源变压器，当发生线路断线或断路器、熔断 器非全相分合闸时，由于两侧电源的不同步，在各级 电压系统中将引起中性点位移过电压。不接地变压器 中性点位移电压可达2.Op.u.。非直接接地有补偿的 系统中，过电压将使不接地变压器中性点位移电压 更高。 3）有并联电抗器补偿的系统中，线路处于非全相空载运 行状态，且当并联电抗器零序电抗小于线路零序容抗 时，断开相上可能激发基频铁磁谐振过电压。 2防止和限制非全相运行引起铁磁谐振过电压应采取下列 措施： 1）可采用同期性能良好的断路器。 2）对中性点有效接地系统，操作时应将不接地变压器中 性点临时接地，并在不接地变压器中性点加装棒间隙， 3）并联电抗器中性点可装设小电抗器。 4.1.10防止二次谐波铁磁谐振过电压，宜避免对只带空载线路 的变压器低压侧合闻。当运行操作无法避免时，应在线路继电保 护装置内增设过电压速断保护，缩短过电压持续时间。 4.1.11谐振接地的较低电压系统，运行时应避开谐振状态；非 指振培地的栋低中压系炫一店平# 出宗吉

表4.2.2间歇性弧光接地过电压倍数

4.2.3对具有限流电抗器、电动机负荷，且设备参数配合不利

4.2.3对具有限流电抗器、电动机负荷，且设备参数配合7 的3～10kV的不接地系统的过电压保护方案可根据负荷性应 工程重要程度，通过过电压预测确定

4.2.4空载线路开断时，断路器发生重击穿产生的分闸过电压

是控制220kV及以下系统操作过电压绝缘设计的主要依据，应 采取下列限制措施： 1对110kV及220kV系统，开断空载架空线路宜采用重 击穿概率极低的断路器；开断电缆线路应采用重击穿概率极低的 断路器；过电压不应超过3.Op.u.。 2对66kV及以下中性点不接地或谐振接地系统以及3~ 35kV的低电阻接地系统，开断空载线路应采用重击穿概率极低 的断路器。 3.线路侧采用电磁式电压互感器，可泄放线路残余电荷 降低触头间恢复电压，避免断路器重击穿或降低重击穿过电压。 4.2.5当系统送受端联系薄弱，如线路因非对称故障导致分匣

2对66kV及以下中性点不接地或谐振接地系统以及3~ 35kV的低电阻接地系统，开断空载线路应采用重击穿概率极低 的断路器。 3：线路侧采用电磁式电压互感器，可泄放线路残余电荷， 降低触头间恢复电压，避免断路器重击穿或降低重击穿过电压。 4.2.5当系统送受端联系薄弱，如线路因非对称故障导致分闸 或在系统振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解 列过电压。预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存 在单相接地故障的条件，分闻时线路送受端电动势功角差宜按实 际工况选取。当过电压幅值较高时，应采用安装在线路两端的金 属氧化物避雷器（MOA）加以限制，并应校验MOA的吸收 能量。 4.2.6220kV及以下的线路合闸和重合闸过电压可不采取限制

4.2.5当系统送受端联系薄弱，如线路因非对称故障导

或在系统振荡状态下解列，将产生线路非对称故障分闸或振荡解 列过电压。预测线路非对称故障分闸过电压，可选择线路受端存 在单相接地故障的条件，分闻时线路送受端电动势功角差宜按实 际工况选取。当过电压幅值较高时，应采用安装在线路两端的金 属氧化物避雷器（MOA）加以限制，并应校验MOA的吸收 能量。

4.2.6220kV及以下的线路合闻和重合闸过电压可不采

措施。线路合闸和重合闸过电压是330kV及以上系统操作过 压绝缘设计的重要控制依据，应采取下列过电压限制措施：

4。2。8当采用真空断路器开断高压电机时，宜在断路器与电

作时可能产生VFTO，宜计算对变压器高压绕组入口处的电 幅值和陡度以及VFTO的主要谐波频率，并应根据计算结果 取相应措施。

5.1。1雷电过电压包括直击雷过电压和雷电侵入波过电压。防 雷设计应根据当地雷电活动强度、地面落雷密度、地形地貌、土 壤电阻率及已有线路、变电站和发电厂运行经验等因素，通过计 算分析和技术经济比较，采用差异化防雷保护措施。

5.1.2雷电特性参数确定应符合

1雷电流幅值超过1的概率可按式（5.1.2）计 流幅值概率曲线（图5.1.2）查出。

图5.1.2我国雷电流幅值概率曲线

注：陕南以外的西北地区和内蒙古自治区的部分地区，年平均雷暴日数在 20及以下，雷电流幅值较小，可由给定的概率按图查出雷电流幅值 后减半。

式中P1一雷电流幅值概率； I一一雷电流幅值，kA。 2平均年雷暴日数宜根据当地气象台多年资料获得。

3在线路防雷设计中，雷电流波头长度取2.6μS，波头形 状取斜角形；特殊高塔设计时，可取半余弦波形，最大陡度与平 均陡度之比为元/2。 4线路受雷密度应以线路受雷宽度为4倍避雷线或导线平 均悬挂高度加上两根避雷线之间的距离计算。

5。1。3变配电设备的雷电性能分析应考虑下列因系： 1雷直接击在电气设备上产生直击雷过电压，由于过电压 幅值很高，会造成设备的损坏。当雷击避雷针、避雷线或其他建 筑物、构筑物时，将引起接地网冲击电位增高，会造成对电气设 备的反击，产生反击过电压。反击过电压的幅值取决于雷电流幅 值、地网冲击电阻、引流点位置和设备充电回路的时间常数。当 采用避雷针或避雷线对高压配电装置进行直击雷保护时应采取防 正反击措施。 2输电线路受到雷击，雷电波沿导线侵人电气设备上，产 生侵人雷电波过电压。过电压幅值与进线保护段耐雷水平，雷击 点距高压配电装置的距离，导线电晕衰减和电气接线、运行方式 有关。应采取措施防止或减少近区线路的雷击闪络，并适当配置 MOA以减少雷电侵人波过电压的危害 5。1。4线路雷电过电压的分析应考虑下列因素： 1当雷击线路杆塔或避雷线时，可能造成绝缘子串、塔头 空气间隙和避雷线与导线间空气间隙闪络，形成对导线的反击而 产生过电压。设计时，塔头空气间隙和档距中央空气间隙的绝缘 水平应高于绝缘子串绝缘水平。绝缘子串上承受的雷电过电压与 杆塔自身电感、接地电阻、避雷线分流系数以及雷电流幅值有 关，宜以线路耐雷水平作为线路的耐雷指标。 2雷击线路附近的物体或地面，空间电磁场发生剧烈变化 可能在线路的导线上或其他金属导体上产生感应过电压。感应过 电压仅对35kV及以下线路和电气设备绝缘有危害。感应过电压 可采用下列公式计算：

1雷直接击在电气设备上产生直击雷过电压，由于过电压 幅值很高，会造成设备的损坏。当雷击避雷针、避雷线或其他建 筑物、构筑物时，将引起接地网冲击电位增高，会造成对电气设 备的反击，产生反击过电压。反击过电压的幅值取决于雷电流幅 值、地网冲击电阻、引流点位置和设备充电回路的时间常数。当 采用避雷针或避雷线对高压配电装置进行直击雷保护时应采取防 正反击措施。 2输电线路受到雷击，雷电波沿导线侵人电气设备上，产 生侵入雷电波过电压。过电压幅值与进线保护段耐雷水平，雷击 点距高压配电装置的距离，导线电晕衰减和电气接线、运行方式 有关。应采取措施防止或减少近区线路的雷击闪络，并适当配置 MOA以减少雷电侵人波过电压的危

1当雷击线路杆塔或避雷线时，可能造成绝缘子串、塔头 空气间隙和避雷线与导线间空气间隙闪络，形成对导线的反击而 产生过电压。设计时，塔头空气间隙和档距中央空气间隙的绝缘 水平应高于绝缘子串绝缘水平。绝缘子串上承受的雷电过电压与 杆塔自身电感、接地电阻、避雷线分流系数以及雷电流幅值有 关，宜以线路耐雷水平作为线路的耐雷指标。 2雷击线路附近的物体或地面，空间电磁场发生剧烈变化 可能在线路的导线上或其他金属导体上产生感应过电压。感应过 电压仅对35kV及以下线路和电气设备绝缘有危害。感应过电压 可采用下列公式计算： 1）当雷击点与导线的距离大于65m时，导线上感应过电

式中 U。 感应过电压最大值，kV； 导线平均高度，m； S 一雷击点与线路的距离，m

Ug =ahd I1 2. 6

式中I2 线路绕击的耐雷水平，kA： U50% 线路绝缘子串50%冲击放电电压，kV

U50% 2 ~ 100

5。2。1电气设备宜采用避雷针和避雷线保护防止直接雷击。 直击雷设计应全面考虑避雷针、避雷线的保护范围，引流线电 和接地电阻的作用和影响，

5.2.2当被保护物体与避雷针处于同一地平面时，单支

1避雷针在地面上的保护半径：

图5.2.2单支避雷针保护范围

r. =1. 5h.力

式中 避雷针在地面上的保护半径，m； 120m时，p=5.5/h；h>120m时，p=0.5。 2在被保护物高度h水平面上的保护半径：

式中rrx 避雷针在hx水平面上的保护半径，m； hx—被保护物高度，m; h 避雷针的有效高度，m。

5.2.3不同地平面单支避雷针保护范围（见图5.2.3）应分别以不 同地平面对应不同避雷针高，确定所在地面被保护物的保护半径 以地平面1为基准，避雷针高度为hr，按单支避雷针保护范围的方 法确定保护hx的保护半径rxl。以地平面2为基准，避雷针高为hr2，

5.2.3不同地平面单支避雷针保护范围（见图5.2.3）应

图5.2.3不同地面高度的单支避雷针保护范围

5.2.4缓坡度地面单支避雷针保护范围（见图5.2.4）应按下 列方法确定： 1避雷针上坡方向的保护范围，应在避雷针h底部作假想水 平地面（见图5.2.4中虚线），按单支避雷针保护范围确定方法 确定。

2.4缓坡度地面单支避雷针保护范

两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。 两针间保护范围上部边缘最低高度h应按式（5.2.5）计算

式中hro—两针间保护范围上部边缘最低点的高度，m； D一一两避雷针间的距离，m。 3两针间hx水平面上保护范围一侧最小宽度bx可按图

4查得brx后，可按图5.2.5－1绘出两针间的保护范围。 两针间距离与针高之比D/h不宜大于5。

5。2。6两支不等高避雷针保护范围（见图5.2.6）应按下列方 法确定：

图5.2.6两支不等高避雷针保护范围

1两支不等高避雷针外侧的保护范围，应分别按单支避雷 针的计算方法确定。 2两针间的保护范围，应按单支避雷针的计算方法，先确 定较高避雷针1的保护范围，然后由较低避雷针2的顶点做水平 线与避雷针1的保护范围相交于点3，取点3为等效避雷针的顶 点DB34T 2733.1-2016 公共信用信息 第1部分：数据元目录，再按两支等高避雷针的计算方法确定避雷针2和等效避雷针 3的保护范围。通过避雷针2、等效避雷针3顶点及保护范围上 部边缘最低点的圆弧，弓高应按式（5.2.6）计算：

D一一避雷针2和等效避雷针3间的距离，m。 5。2。7不同地平面两支避雷针保护范围（见图5.2.7）应按下 列方法确定： 1两针外侧保护范围，应分别按单支避雷针保护范围确定 方法确定。 2两针内侧保护范围，应分别以不同地平面，按两支避雷

针内侧保护范围的方法，确定所在地平面内被保护物的保护范 围。若两地平面的被保护高程不在同一水平面上，两针间保护一 侧最小宽度，应分别按不同地平面确定不同的brxl、brx2，如图 5.2.7中实线。若两地平面被保护高程相同，不论按哪一地平面 确定，两针间保护一侧的最小宽度应相同。 5.2.8多支避雷针的保护范围（见图5.2.8）应按下列方法 确定： 1三支等高避雷针形成的三角形外侧保护范围应分别按两 支等高避雷针的计算方法确定。在三角形内被保护物最大高度 hx水平面上，各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度brx≥0 时，全部面积可受到保护。 2四支及以上等高避雷针形成的四角形或多角形，可先分 成两个或数个三角形，然后分别按三支等高避雷针的方法计算。

图5.2.8三支、四支等高避雷针在h 水平面上的保护范围

D. hro=hr 5p f= 5力

5.2.10单根避雷线在h水平面上避雷线每侧保护范

式中rwx 每侧保护范围的宽度或端部保护半径，m； 避雷线的高度，m。

EJ/T 838-1994 二氧化铀粉末可烧结性检验图5.2.10单根避雷线保护范围