新闻资讯 > 垂直行业

[行业技术文章]变电站综合自动化系统防雷

更新:2013-03-16

摘要:该文分析了综合自动化变电站二次装备蒙受雷击的缘由,并针对其雷击特征设计出完整的解决方案。

关头词:变电站;综合自动化;防雷

中图分类号:TMP564.1文献标志码:B文章编号:1003-0867(2006)08-0032-02

近年来,随着我国电力系统的不竭改造及科学技术的成长,出格是计较机技术的成长,变电站微机型综合自动化系统以它怪异的势在电力系统中被普遍的接纳和运用。

变电站实现综合自动化不仅为变电站实现无人值守和配电网实现自动化奠基了根蒂根基,而且也为供电部门提供更平安、经济、靠得住和高的电能缔造了条件。

变电站实现综合自动化是传统变电站二次系统的重年夜变化,其装配形式、功能设置装备摆设和操作方式都发生了基本变化。哄骗多台微型计较机和年夜规模集成电路装配组成的自动化系统,取代常规的丈和监视仪表,取代了常规的控制屏、中央旌旗灯号系统和远动屏,及常规的继电庇护。

可是,随之而泛起的问题是,对于使用超年夜规模集成电路、运行电压只有数伏、旌旗灯号电流仅为微安级的微机装配,相比以往的电磁式庇护装配所具有耐热容要小,对尖峰脉冲的耐受能力比力懦弱,出格是雷击过电压的暂态冲击会造成变电站二次系统严重损坏,是以今朝变电站综合自动化装备的防雷击问题已纳进了电力系统正常的庇护工作傍边。

1变电站二次自动化装备受雷击损坏的缘由

电源线引进雷电电磁脉冲引发瞬态过电压,若是不经处置,直接进进电源系统,将引发二次装备电源损坏。

通讯线引进雷电引发的感应过电压使通讯线与装备之间有一定的电位差直接作用于串行通讯口,会损坏微型计较机和通讯装备的串行口,严重时会损坏微型计较机。

二次电缆引进雷电:直接与一次装备相连的二次毗连电缆,由于雷电电磁脉冲引发的感应过电压直接作用于前真个中心处置计较机,轻则把功能板元件烧毁,重则烧毁整台计较机。

接地不规范:当有雷电电磁脉冲引发接地址之间电位差,发生的电磁场干扰会影响前真个中心处置计较机的运行,损坏前真个中心处置计较机的模板。同时,接地电阻不及格,雷电引发的地电位升高,亦会经由过程装备的接地线引进前真个中心处置计较机中,同时会损坏前真个中心处置计较机的插件。

2解决方案

变电站蒙受的雷击是下行雷,主要来自两个方面:一是雷直击在变电站的电气装备上;二是排挤线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵进变电站。是以,直击雷和雷电波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要,所以本文就以这两种雷击的防护措施加以论述。

对于直击雷主要是采用避雷针、避雷器、避雷线和避雷网作为接闪器,然后经由过程秀的接地装配迅速而平安的把雷电流引进年夜地。选择以避雷针做接闪器时要选择限流接闪器,其在接闪的进程中可初步对雷电流的峰值和陡度进行抑制到达限制流进年夜地的雷电流幅值的作用,尽削减雷电还击和感应电磁脉冲的级。

对于感应雷则需要从整体和系统建立起三维的防护系统,主要包括以下几个方面。

2.1电源的防护

因综合自动化装配的电源均取自变电站内10kV/380V所内变压器,且经验证实变电站内60的累积事故均为电源系统防雷措施不完善酿成的,故对综合自动化装配的防雷,电源系统防护应放于首位。参照GB50057.94《建筑物防雷设计规范》2000年版、IEC1312-1及GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》对雷电引发电磁场脉冲的防护,对建筑物内电子信息系统装备的雷电电磁脉冲的防护品级的要求,将变电站综合自动化系统的低压配电系统中采用3~4级电涌庇护器进行庇护。

1级电源庇护:在10kV/380V所内变压器低压侧安装年夜容三相电源电涌庇护器即KJRX80-B/4M或KJRX60-B/4M两种类型电涌庇护器一套,其技术指标为KJRX80-B/4M型电涌庇护器:电压380V、庇护水平2500V、通流容80kA、8/20ms冲击波形、响应时间≤25ns;KJRX60-B/4M型电涌庇护器器:电压380V、庇护水平2200V、通流容60kA、8/20ms冲击波形、响应时间≤25ns。

2级电源庇护:分配电柜线路输出真个电源安装三相电源型电涌庇护器即KJRX60-B/4M或KJRX40-B/4M两种类型电涌庇护器一套。

3级电源庇护:电子信息装备交流电源进线端安装三相电源型电涌庇护器即KJRX40-B/4M或KJRX20-B/4M两种类型电涌庇护器一套。

4级电源庇护:由于自动监控系统的控制电源及收集机构的需要,必需将交流电转换成直流电,是以直流电源的平安稳定是控制及收集机构平安稳定的根蒂根基,为避免雷电电磁脉冲对直流电源造成损害,我们在整流电源侧和各控制装配及收集机构前加安KJRA系列电源型电涌庇护器,进而从基本上解决雷击对直流系统的损害。

经由过程逐级的防护,可以将雷电流年夜限度的控制在自动化装配允许的耐受范围之内,以确保装备稳定运行。

2.2通讯系统的防护

变电站二次自动化装备中包括很多网络装备如网卡,调制解调器等。这些装备经由过程网线和电话线同局域网和广域网相连。所以应当在其通讯线路两头加装旌旗灯号电涌庇护器,包括庇护电话线的音频电涌庇护器和庇护网络毗连装备的RJ45型电涌庇护器,和在通讯装备电源处加设电涌庇护器。并针对雷电电磁脉冲发生的地电位还击而安装等电位毗连器,这样能够针对变电站中的网络传输系统就有了一个比力周全的庇护。

2.3旌旗灯号收集及控制线路的防护

在监控系统中,不成避免的要有采样旌旗灯号和控制旌旗灯号的传递,在变电站二次自动化装备中也是如斯,在现有的使用二次自动化装备的变电站中尽年夜大都是使用串口进行旌旗灯号传输的,同时经由过程并口毗连打印装备。这就需要我们就计较机的串口和并口两种旌旗灯号传递端口进行庇护,在两种端口前端加设DB9和DB25两种电涌庇护器。在旌旗灯号收集和控制的执行机构前增加控制旌旗灯号电涌庇护器,而且针对雷电电磁脉冲发生的地电位还击而安装等电位毗连器,这样能够比力完善的庇护旌旗灯号收集及控制线路。

2.4计及庇护系统的防护

在二次自动化装备中,旌旗灯号显示、功率计较、异常监测和线路庇护的判断依据都是由变电站的电流互感器和电压互感器采样进进的,雷电电磁脉冲很容易从这两种装备侵进二次自动化监控系统造成对电子装备的损坏,甚至造成系统的瘫痪,所以对电流互感器和电压互感器后真个电子装备的庇护是相当重要的。为了提高防护,应当同电源防护一样进行分级防护,一级防护:在电流互感器或电压互感器的低压侧安装电流、电压互感器型电涌庇护器;二级防护:在电流互感器或电压互感器线路进进控制配电柜处安装电流、电压互感器型电涌庇护器。如斯,经过双层庇护,使从互感器窜进的雷电流基本能够控制在线路能够承受的额度之内,从而保证了整个系统的正常运行。

2.5温度检测系统的防护

对于变电站来说,变压器是整个系统的焦点,所有的监视装备和庇护装备都是为了使之正常、稳定的运行而设立的,检测变压器异常的直接方式就是检测变压器的温度,是以,很多的变电站二次综合自动化系统都加进了变压器温度检测的部门。其原理是哄骗温度传感器和温度控制器组成温度检测回路,并将温度传感器置于变压器上,当变压器温渡过高时,由温度控制器、降温风扇和警铃组成的报警降温回路接通,对变压器进行降温,同时报警。

当发生雷击时,会在温度检测和报警回路中发生极高的感应电压,烧毁回路中装备。为了庇护温度检测和报警回路,应当在温度传感器和温度控制器处安装电涌庇护器,对温度传感器和温度控制器进行庇护,保证变压器的正常运行。

3竣事语

经由过程以上各类方式对各系统的庇护,组成了一个从电源到旌旗灯号的完整的高效的防雷网络,经由过程使雷电电磁脉冲层层削弱的方式将雷击酿成的风险下降到小的水平,尽的保证了二次自动化装备的正常工作,从而保证了变电站的正常运行。

防雷举措措施是属于预防性的投资,在事故发生之前人们往往觉得无关紧要,可少则少。等到事故发生后才发现得不偿失、后悔莫及。我们应树立防患于未然的思想,以小投资保证年夜投资的平安才是明智之举。