浅析110kv变电站的二次系统防雷措施

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[摘要]本文主要研究110kv变电站的二次系统防雷措施，在分析了110kV变电站的二次系统的重要作用的基础上，结合现今的自动化和信息化在110kV变电站的二次系统防雷工作中的普遍应用的现状，深入论述了110kV变电站的二次系统的防雷设计原则，并以此为基础，提出有效的防范雷击的对策和措施，期待能对我国110kv变电站的工作人员在开展设计和实际的运行工作时提供理论依据。

[关键词]二次系统；110kV变电站；防雷保护

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0180-01

一、110kV变电站的二次系统简述

110kV变电站的二次设备系统必须在一个相对抗干扰能力强的电磁环境中才能安全运行。除了110kV变电站内的带电一次设备、操作过电压、邻近变电站带电和送电线路等几方面的故障外，其他的110kV变电站的故障都会对110kV变电站的二次设备系统造成相应程度的损害，其产生的过电压威胁和操作二次系统信号流的电磁冲击，容易引发110kV变电站的二次设备系统的管理和控制上的混乱，不但使得相应的设备受到损害，而且雷电冲击必然引起110kV变电站的二次系统产生过电压，导致110kV变电站的微机和自动化系统损坏。

二、110kV变电站的二次系统防雷保护的必要性

随着110kV变电站集成电路的规模化的使用，二次系统的电子元器件也实现本身性能的提高。但因为110kV变电站的二次系统的抵抗电磁干扰、过电压及雷击的能力十分脆弱，所以随着110kV变电站的综合自动化的建设完成和继电保护的微机化改革，110kV变电站的二次系统的电子化程度越来越普及，若不能选用科学、合理的雷击防护措施，这些脆弱的110kV变电站的二次系统可能会因为遭到雷击而无法正常运行，影响了110kV变电站的自动化设备的正常工作，成为电力系统正常运行的安全隐患。

三、110kV变电站的二次系统防雷保护原则

现在的110kV变电站选用的外部防雷措施可以有效保护一次设备不受到雷击，但只靠这些外部的防雷设施，无法满足消除间接雷电、一次设备事故、一次设备操作对于二次系统和微电子设备的影响，所以110kV变电站要建立一个相对安全、完整的防雷保护网。

1、设计110kV变电站的二次系统防雷保护的思想

110kV变电站内的二次系统本身创建了一个出色的电磁环境使得系统稳定运行，并保护110kV变电站的运行人员的安全。经由安装保护器，能够将大能量的雷电流在极短的时间内释放到地面上，避免自动化系统及设备免受雷击。我国出台的《雷电电磁脉冲的防护》和《建筑物防雷设计规范》分别明确规定，110kV'～电站的二次系统保护设计思想就是必须在建筑物的内外建立起电压均衡且电位相等的系统，110kV变电站的防雷保护工作一定要以建筑物和电子信息系统如二次系统作为保护的关键，强调必须实现110kV变电站的二次系统防雷的整体性和综合性，并且要完成不同等级泄流和层层保护的建设。

2、设计110kV变电站二次系统防雷保护的原则

110kV变电站二次系统防雷保护的设计必须遵循如下原则：一是按照《建筑物防雷设计规范》的相关要求，将建筑物的配电入户处加装相应的电涌保护器，其低压配电为第一级，其防雷保护采取电涌保护器一定要可以承受真实的雷电冲击和电流冲击；二是按照划分雷电保护区的相关规定，110kV变电站的建筑物外部属于暴露区，暴露区里的设备极易遭受雷击发生损坏，它的危险陛最高所以定为0区；而建筑物内部、传输机房作为非暴露区，定为1区和2区，一般来讲，越是建筑物的内部受到雷击的可能性越小。

四、110kV变电站二次系统防雷措施

按照我国近年来的110kv变电站的二次系统遭受雷击事件的数据显示，二次系统的计算机端口、搜集和分析数据、CPU控制区、接口设备和通信接口对应电路及UPS电源受到雷击造成的损坏事故次数比其他原因导致的事故要高很多。

这说明计算机、设备接口和控制端口是110kV变电站的二次系统遭受雷电侵害的薄弱区。针对110kV变电站二次系统的雷电入侵，110kV变电站必须采取相应的防雷保护措施来减轻自然灾害对于二次系统的影响。

1、电源避雷

110kV变电站一定要选取具备遥信接点、损坏和劣化告警或指示、热熔及过流保护等不同功能的电源避雷器。110kV变电站的低电压配电系统选取的是二路380V的电流输入，其保护雷击的水平小于等于2kV，是B级保护。防雷措施是按照绝缘耐压的等级电压中的第四级耐压电源端设备加设一套三相电源的防雷模块。UPS系统的防雷保护选取并联加设一个单相防雷模块电源，是c级防护，保护水平小于等于1.6kV。

2、信号避雷

110kV变电站二次系统的信号避雷主要经由RS485和RS232等不同的接口实现连接，二次系统的自动化微机设备和智能装置是最易遭受雷击的设备。经由在这些设备的信号线两端加设信号保护器完成110kV变电站设备的防雷保护。计算机加装的数据线避雷器必须满足不同设备的数据传送速率并实现设备兼容。

3、接地技术处理

科学配置110kV变电站的二次系统的避雷针和避雷器作为保护，一定要能够起到防止避免遭受直接雷击，110kV变电站的线路接地也可以在一定程度避免受到雷击，保护站内设备的效果。在使用接地技术开展防雷保护时必须注意：

（1）110kV变电站的内控制室与机房选取联合地网；全部屏柜必须设置专项接地铜排；屏柜金属外壳必须安全接地；机柜内的各种接地线必须选取独立地线，并将其引到机房的汇流铜排。

（2）地网都要选取联合地网，并保证地网的接地电阻符合要求；接地母线要选取合格的铜网编织线或者热镀锌扁钢，将这些地母线分布在不同房间的地面四处以产生等电位体，进而合理避免遭受雷击导致相应的设备损坏。

（3）先把保护设备的信号防雷装置的一端整体短接于机柜对应的汇流铜排之上后，选取合格规格的铜导线把汇流铜排进行联结，最后选取铜导线把单元柜城里对应的汇流铜排实现单点接地。

（4）110kV变电站的二次系统的总电源柜电源的防雷装置、电源对应的PE端及机柜的接地线要整体接到电源柜的总汇流排上，用合适规格的多股铜导线把这个汇流铜排和接地母线固定并牢靠接在一起，其他机柜电源防雷器直接短接在机柜对应的接地点。

结语

110kV变电站的二次系统的防雷保护措施一定要从110kv变电站的二次系统的工程设计阶段就给予充分重视和考虑：设计一定要结合110kV变电站所在地的实际天气和自然情况，针对不同的雷击与雷害所具备的特点和薄弱环节，选用切实可行的110kV变电站二次系统的防雷设计方案，并选用质量合格、性能可靠的电气设备以便更好地防雷；最后必须共用接地网的相关设计，要从110kV变电站的二次系统的整个防雷进行考虑设计防雷和接地，提升110kV变电站的二次系统的防雷工作质量。