[精品]变电站二次系统防雷设计探讨.doc

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1、变电站二次系统防雷设计探讨变电站二次系统防雷设计探讨摘耍当前电力系统中常用的避雷手段避雷针、氧化锌避雷器、架空地线等可以有效降低雷击对变电站一次设备的损害，但二次设备的防雷工作仍然相对滞后，设备遭雷害的几率极高，造成的后果也越来越严重。本文就如何做好变电站一-次系统的防雷设计进行了初步的探讨，希望对变电站防雷二次系统防雷工作的开展带来一定的帮助和启迪。关键词变电站；二次系统；防雷；设计；安全性中图分类号TM63文献标识码A文章编号1674-6708（2014）112-0031-02电力设备自动化改造带动综合自动化变电站的数量不断增加，雷电对弱电

2、设备的危害越发严重，其中，变电站二次系统遭遇雷击的情况尤为突出。变电站属于二级防雷建筑物，站内带有强电，当线路受到雷击时，会产生上万伏的过电压和过电流，并产生强大的交变电磁场，导致建筑物内部设备损坏。改进变电站二次系统的防雷设计，可以大大提高电网运行的安全性和稳定性。下面，先分析自然雷电对变电站二次系统带来的危害性。1雷电对变电站二次系统的危害分析一般来说，雷电危害变电站二次系统的途径主耍有配电线路、通信线路、雷击电磁场、地反击四种。在遭遇雷击时，配电线路可能产生过电压，过电压直接传到弱电设备，造成弱电设备损坏。根据配电线路上过电压产生的原因和

3、造成的危害。一般情况下，雷击入侵配电线路的途径有六种：1）架空配电线路被雷电直接击屮；2）架空配电线路受到感应雷击；3）埋在地下或位于地缆沟内的配电线路受到感应雷击；4）室内配电线路彼此感应产生过电流；5）室内配电线路与避雷引下线的电磁场发生感应而形成雷电流；6）室内配电线路与发生在室外不远处的落雷产生感应电流。通信线路感应雷电后，雷电直接传到设备，造成设备损坏。雷电电磁场对变电站二次系统的侵害是指，当建筑物及其临近点产生雷击时，会使建筑物内形成蕴含着较高能量的交变电磁场，位于交变电磁场内的仪器设施很可能被磁场的能量所破坏。雷击入侵通信线路的途

4、径也有6种：1）户外架空设置的通信线路被雷电直接击中；2）户外架空设置的通信线路同附近的雷击发生感应；3）户外地下通信线路在雷击时产生感应电流；4）室内通信线路与避雷引下线的电磁场发生感应后形成雷电流；5）室内通信线路与发生在室外不远处的落雷产生感应电流;6）室内线路排列过于紧密而导致彼此感应。地反击：雷击会导致地电位升高，升高的电位可以经地线导向设备，若设备有外接线位于低电位，就会产生足以破坏设备的电位差；反之，若设备未连接外接线或线路处于隔断状态，就不会产生电位差，设备也不会受损。当接地装置不符合要求是就可能会产生地反击，导致同一设备或统一

5、系统连接到互相没有直接电气连接的地网。在遭遇雷击吋，各地网之间存在高电位差，破坏二次系统设备。2变电站二次系统的防雷设计2.1防雷设计的指导思想无论变电站二次系统遭遇雷击损坏的途径是什么，防雷设计的原则都是讲雷电以尽可以短的路径和尽可能短的吋间泄放到大地，使雷击波及的范围最小化,尽可能地减小受牵连设备各部位的电位差，并缩短影响时间。2.2电源部分的设计首先，两路变电站要使用交流电，分别配备一个第一级电涌保护器，通常采用FLTPLUSCTRL-1.5/1、相-地、零-地保护器各1只，共计4只。第一级电涌保护器的泄放雷电能力可以达到50kA,并对工

6、频续流和后续雷电流有灭弧功能。如果同二级电涌保护器搭配使用，那么二级输出端的残余电压能降至900伏,从而将雷电过电压压制在可以承受的范围内。其次，高频的开关电源交流两路进线和通信电源的交流进线，分别配备交流三级防雷组块，使额定工作电压的范围更宽一些。再次，对主控室内合闸母线、外设开关合闸电源线、10kV高压开关室防护设施等配备直流一、二级的避雷器，并在主控室的正母线和负母线之间引入两个10kV的保护设备。2.3信号线路从信号线路设计上来避免变电站二次系统遭遇雷击侵害，主要包括5个方面：1）载波线防雷，避免载波线路感应雷电进入机房；2）通信线防雷

7、，防止雷击过电压经通信线路导入设备，产生破坏；3）天馈线防雷，防止其将室外雷击导入设备;4）设备间通信线路防雷，防止雷害所致的通信端口和集成电路芯片损坏。2.4接地、屏蔽系统对变电站二次系统来说，按要求执行变电站设施的接地、屏蔽操作，是增强防雷能力最直接有效的手段。首先，将变电站相关二次系统和设备统一连接到主地网，接地电阻电阻越小，设备抗干扰的能力就越强，通常接地网的接地电阻不超过0.5Q。其次，主控室接地网的铜排粗细要满足一定的规格，其截面积应保持100mm2以上，铜牌之间采用多股绝缘铜导线连接。第三，高压开关场及高压开关柜的接地网布局应尽量

8、保持一致，高压开关柜及主控室的接地网布局也要尽量一致，并保证接地网与高压开关柜之间相互绝缘，此外，选择接地点时要注意，使其远离避雷器接地点15米以上，