二次系统防雷
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【摘要】 随着变电站二次防雷系统的重大启动和使用,雷电所造成成的危害也越来越大。电力设备的防雷工程是一个设备工程,防雷工程的建立是不可忽视的,必须结合现场的实际情况,将雷电流侵入电力设备的各个通道切断。为了防止雷电造成的严重危害,展开对雷电入侵变电站二次系统的主要途径和相应的综合防雷措施和技术做以探讨,分析。
【关键词】 变电站二次防雷系统必要性浪涌电压
近年来随着我国电网建设的迅速发展,对变电站无人值班情况改造的深入。综合自动化改造以后,大量的高度集成设备在变电站保护、电信以及运动领域总得到了广泛的应用,但是经过一段时间运行后,变电站二次系统在雷电入侵而损坏的事故时有发生,这样对国家经济造成难以估算的损失,严重影响了电网的安全运行。
1 二次系统防雷技术措施
1.1 建立抵压配电系统的三级保护体系
根据多年以来变电站系统的实际情况,变电站内65%以上的雷电事故都与变电站内部防护措施有直接关系。对于综合自动化装置的防雷,电源系统的防护应放在第一位。架空路线是感应雷过电压和直击雷电过电压所形成的雷电波,是沿路线侵入变电站的主要通道。途中虽然有避雷器和母线避雷器等多级削峰,但是在经过变压器低压出线的平波作用下,电压幅值就会下降。
220v的直流电源是变电站微机保护测控装置的控制和操作电源以及二次设备工作电源,所以变电站的稳定运行需要以直流电源的可靠性和作为基础。要从根本上解决累计对直流电压造成的危害,进而致使二次系统微机保护装置电源和直流端口的损害,需要在直流屏的交流输入端加装一套浪涌保护器。
将电源部分作为一级防护,并在低压变屏的进线侧安装一套容量足够的浪涌保护器。
在逆变电源的输入端安装压敏电阻,会对电路中出现的瞬间浪涌电压起到 削峰的作用,同时也可以防止过电压对设备的损坏。经有关公司改定后,通信及后台监控机等设备需要交流电源设备的直接接入逆变电源,逆变电源由直流屏输入,而其本身就具有隔离和稳压的作用,一定程度上又起到了一级保护作用。
1.2 重视施工改造过程中的细节问题
综合变电站的防雷工作中,忽视任何一个小环节,都会对防雷工程的正常运行造成危害。所以防雷工程也需要从设计方面加以斟酌和考虑。
采取相应的而隔离防范措施,随着高集成的运行电压数伏、高度自动化和信号电源仅为微机安装的应用,雷电对二次系统变电的影响日益明显。变电站综合自动化改造后,在光端机运动的485、以及CAN等数据通讯接口,之间增加一个光电隔离器,并在通讯总控单元接入数字通道等多个通道的隔离措施,由此削弱雷电感应电压作用,另外变电站公司现实光纤化,并且使用非金属光缆来切断雷电侵袭的二次系统设备的一个渠道。
充分考虑强弱信号电缆问题,强弱信号电缆隔离不能使用同一根电缆。出现电缆沟和电缆竖向排列时,需要将电缆分层、分压,信号电缆应该避开电力电缆,减少平行长度,并增大与电力电缆的距离。主要的细节问题,强弱信号不能与避雷针个大楼等接地引下线距离太近,减少互感耦合,避免过电压由互感耦合侵入。
1.3 提高综合变电的重要认识
首先,必须严格按照相关规定对避雷接地物的设计,避雷针和主要接地网相互之间的距离大于规定要求的5m,要保证结地阻值在规定的范围内,所以良好的接地安装才能更好的避免磊带你的损害,把更大的电流引入大地,从而能避免了雷电位的升高所造成的损害。
2 电力系统二次防雷的必要性及防护技术
2.1 防雷区的划分
目前防雷工作的复杂性、迫切性和重要性不断增大,雷电的防护措施也从传统的直击雷防护措施演变为现在的系统防护措施。并且从以建筑物为保护重点的防护,发展为以电子信息系统为防护的主要系统保护措施,强调综合治理、分级泄流和层层防护的思路。为了防止浪涌电压破坏变电站的二次防护系统,GB50057-94(2000)版与IEC61312分别提出了系统防护措施的概念。在可能出现电压的电源和通信线路上必须安装浪涌保护器,建筑物以内建立均压等电位联系系统措施。
浪涌保护器是采用等电位的原理进行防护措施实施的,在泄流时地网和设备都处于暂停状态等电位,从而可以将无浪涌电压设备和地网隔离,浪涌电流泄放入地。根据GB50057-94(2000)版与IEC61312的规定,把保护空间划分为不同的防雷区,以确定部分空间的不同雷击电磁脉冲的严重程度和选择的相应的浪涌保护器,浪涌保护器是根据保护空间划分不同防雷区。
2.2 浪涌电压产生的原因和危害
雷电击中变电站中的避雷针或者是附近的建筑物时,在雷击电流从引下线导入大地的一瞬间,就会沿着引下线产生一个强大的磁场,处在这个磁场范围内的所有二次系统设备和传输路线就会因切断变化磁场的磁力线而产生的感应高压作用,进而与地线低电位之间形成电压差。如果雷电直接击中暴露在外的线路时,产生的浪涌电压就会更强烈,危害作用就会越大。
变电站外部有了防雷措施会对室内二次系统带来电磁兼容问题,而且在 防雷设备接收和排放的雷电冲击中会产生导致都挨打几千伏的过电压进入到二次系统的通信电路和电源中,使得二次系统无法正常运行。但是也可以防止变电站外部雷电的直击。所以雷电和浪涌是现如今电子产业时代的一大公害,他们的产生使原来的避雷针防护措施不能更好的对建筑物内二次系统得到有效的保护。
2.3 防雷的基本措施
(1)电源避雷具有劣化指示,损坏提醒、过电流等的保护功能。AC/DC设备中在直流输出端加入SPD,如果防雷保护水平不大于1.6kV,其电源保护为C级保护措施。为了优化其电源保护系统需要在设备中安装1套单相交流电源防雷模块和2套直流代电源防雷模块,使电源系统能够得到有效的保护,避免雷击事故的发生影响电源正常工作。
(2)GPS馈线避雷必须装置在天线与入室处,并且要安装屏蔽防护措施。如果馈线的总长超过30m时,屏蔽区域层就应该在馈线的中间和铁塔或是地网进行再次连接。
(3)信号避雷是通过变电站综合自动化系统与其他系统之间与RS232和RS485等接口的连接,并对连接口进行保护装置计算机网络数据信号保护器。其计算机网络数据线信号应该与各接口设备传输的功率要求相符合。
(4)隔离保护是与电源加装防雷保护装置,并规范电源的使用,不能与其他的系统设备相互之间进行取电,防止雷电串流现象。二次防雷信号接口、数字接口设备要加强规范,并安装光电防雷隔离装置,隔离器件的选择上要符合规定,质量要有保证。
(5)屏蔽雷电对高电位反击造成的影响。近年来我国因雷击对高电位造成的反击损害概率不断增加,高电位反击是二次防雷的重要环节应该注意到:进出户的线缆,计算机机房线路、不同种类线缆的是否混乱等要采用金属屏蔽线缆,屏蔽层可以接触到地面。
3 国内变电站二次系统雷击过电压的防护动态
进入90年代后,变电站的防雷措施被迫进行了二次系统防护,在几年的使用过程中,效果比较显著,近两年,在之前的使用经验基础上对二次防雷系统进行防雷改造。同时变电站二次系统防护产品咋不断的发展,大体可分为以下单个阶段:
第一阶段:简单的放电间隙,此产品反应慢,残压高。但对早期的晶体管和电子管产品的保护油是有效的。
第二阶段:90年代的电力行业中氧化锌被广泛应用在雷击过电压防护措施上,氧化锌的出现时防雷过电压防护具有划时代意义。
第三阶段:90年代以后浪涌保护器已经正式运用到二次系统保护上,随着科学技术的发展,浪涌保护器也在进一步的完善。如今优秀的浪涌保护器可以应用电力设备最高端的自动化设备。如,南方某地雷电活动的频繁区,供电站的二次防护系统包括载波、三遥自动化和通信等经常遭到雷击损坏,随着人们观念的不断改进,以机房为单位进行的防雷改造,取得了明显的成就,二次防雷措施也得到了充分的肯定。
4 结语
变电站二次系统的电过压防护水平与变电站的布置、二次过电压的承受能力有着密切的联系。变电站的二次系统雷电过压防护是一项高要求、难度大的系统工程,在实施过程中药从现场实际情况入手,本着经济、高标准、高起点、实用性、可靠性和严格要求的原则进行,严格遵守国家的要求和标准在实践中不断的完善从传统的新高度来认识和提高研究现代防雷技术措施,进一步提升人类对防雷综合能力的预防。
参考文献
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