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电力系统变电二次设备的防雷举措

出处:论文网
时间:2017-01-12

电力系统变电二次设备的防雷举措

  雷击作为威胁变电站二次系统安全的一大危险因素,引起了国内广大变电站人员的重视。而面对雷击对二次系统安全的影响,变电站应该是从其入侵途径入手,将防雷工作落到实处。

  1 变电站二次系统防雷的重要性分析

  1.1 雷电的危害

  雷电作为自然现象的一种,当雷电击中变电站时,会对变电站二次系统的正常运行造成严重的影响,甚至是威胁到变电站工作人员的生命安全。在变电二次设备的母线被雷击中时,会产生高数值的过电压。当过电压数值过大时,则有可能将变电站电气设备的绝缘击穿,从而造成事故。所以,应当在高压线路沿线、变电站内设置必要的避雷和防雷设施。如避雷线、避雷器、避雷针等。

  1.2 雷电对二次设备的主要入侵途径

  1.2.1 电地位干扰。在雷电对二次设备的入侵中,电地位对设备的干扰主要分为三种途径。其中包括雷击独立避雷针引起的反击电压造成对设备的干扰、电流通过避雷线入地造成的电地位干扰及避雷器接地线引起的反击过电压造成干扰。

  1.2.2 传导雷干扰。传导雷干扰的主要方式是另一处雷击通过二次系统的线路传导到系统的其他部分,对二次设备造成干扰。在传导雷干扰中分为避雷器动作和不动作两种情况,当系统一出遭到雷击,在线路传导中雷电的过电压数值太高时,则避雷器动作。当线路才换到中的过电压数值较低时,避雷器不动作。

  1.2.3 变电站附近落雷。当变电站附近落雷时,雷击会让变电站二次系统附近的磁场发生变化,通过系统设备的电磁感应对二次设备造成干扰。其中,雷击的强度和对二次设备干扰强度成正比。

  1.2.4 雷电对电站的干扰途径。雷云在放电时的电压是很高的,不可能将电气设备的绝缘耐电压做到这个电压,事实上雷电的破坏作用主要是由雷电流引起的。它的危害基本可以分为2种类型:一是雷直接击在建筑物上的热效应和电动力作用;二是雷电的二次作用,即雷电流产生的静电感应和电磁作用。电站及其负载的特殊用途决定了它们的作业环境具有广泛性。电站和负载舱体之间通过电缆连接,连接电缆一般为输电和控制电缆,电缆贴地铺设。

  2 变电站二次系统的防雷对策

  2.1 变电站二次系统的防雷现状

  2.1.1 直击雷防护现状。在直击雷的防护现状中,主要在于利用接引器、引下线和接地网三方面。我们常见的避雷针就是接闪器的一种。在变电站防雷现状中,引下线主要针对于建筑的防护。其中主体钢就作为防雷环节中的引下线。而接地网方面,主要依靠于接地网的合理布局和电阻值进行直击雷的防护。

  2.1.2 感应雷防护现状。感应雷对变电站二次系统的干扰主要在于各设备接收到雷电造成的电磁感应而对影响设备的正常工作。通过现状中的实地考察,发现我国很多地区变电站对感应雷的防护还没有采取具体的实际行动。其中,感应雷的防护重点应该主要在于配电系统、通信系统、空间电磁场和地电位反击等方面。

  2.2 变电站二次系统的防雷主要手段

  在现代变电站二次系统防雷措施中,主要有以下几个防雷手段。其一,分流手段,也称多级引流手段。分流手段是防止雷电进入二次系统对设备造成干扰和将其引入地下。其二,屏蔽手段。通过屏蔽器将二次系统各设备间的感应屏蔽,防止雷电造成的电磁感应对设备造成影响。其三,接地手段。对接地网和接地系统的合理完善和科学改造,以达到防雷效果。其四,等电位连接。利用减少二次设备装置内外电位差的原理,对雷电的干扰效果进行控制。

  2.3 电源系统的防雷

  电源系统的防护主要是抑制雷电及操作在电源回路上产生的浪涌和过电压。根据雷电防护区域的划分原则,变电站内二次设备供电系统感应雷电过电压的防护可以分级进行分流保护。第一级防雷保护一般采用具有较大通流容量的防雷装置,可以将较大的雷电流泄散入地,从而达到限流的目的,同时将过电压减小到一定的程度;第二、三级防雷起限压作用,采用具有较低残压的防雷装置,可以将回路中剩余的雷电流泄散入地,达到限制过电压的目的,使过电压减小到设备能耐受的水平。

  2.4 通信接口的防雷保护

  通信接口过电压防护同电网供电系统相比,此回路对过电压的敏感程度要高得多,且这些设备在有过电压的情况下显得非常脆弱,设备的绝缘耐受水平也相当低。国际电工委员会的测试,当电磁场强度增大到0.07GS时,微型计算机设备将产生误动,丢失数据。而这些回路运行的安全与否直接关系到一次系统设备的安全,因此须对重要回路的接口进行过电压防护。

  2.5 综合防雷措施

  雷电种类多种多样,造成的破坏和危害程度大不相同,根据电力自动化系统遭受的雷电影响,基本可以分为三类雷击破坏,感应雷电、直击雷和球形雷。基于雷电的干扰和冲击,为提高电力自动化系统的防雷能力,规划防雷措施,提出综合防雷策略,以此保障电力自动化系统处于安全运行的环境

  3 二次系统防雷措施的建议

  3.1 改变二次系统的接地方式。

  3.2 安装电涌保护器。

  3.3 改善接地网点为分布。

  3.4 完善二次系统的屏蔽。

  结束语

  分析了雷电的成因和特点以及对二次设备的干扰途径以及解决方法。通过对雷电的原理及雷击方式进行较为全面介绍,同时提出对变电站的防雷保护采取有效的措施和对策。

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