变电站二次系统防雷介绍
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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。
论述变电站二次系统的防雷保护摘要:本文主要研究变电站二次系统的防雷措施,在分析了变电站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变电站二次系统的防雷工作中的普遍应用的现状,深入论述了变电站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;变电站;防雷保护1 变电站二次系统简述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。
除了二次系统内的带电一次设备、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,其他的系统故障都会对变电站二次系统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,容易引发变电站二次系统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变电站二次系统产生过电压,导致变电站二次系统的微机和自动化系统损坏。
2变电站二次系统的防雷保护的必要性随着变电站二次系统集成电路的规模化的使用,电子元器件也实现本身性能的提高。
但因为变电站二次系统的抵抗电磁干扰、过电压及雷击的能力十分脆弱,所以随着二次系统的综合自动化的建设完成和继电保护的微机化改革,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,这些脆弱的变电站二次系统可能会因为遭到雷击而无法正常运行,影响了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。
3变电站二次系统的防雷保护原则现在的变电站二次系统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,所以变电站二次系统要建立一个相对安全、完整的防雷保护网。
4 雷击途径4.1电源线引入雷电雷电引起的瞬时高电压,如果不加遏制,直接由电源线引入自动化系统,会影响其电源模块正常工作,使各功能模块的工作电压升高而工作不正常,严重时甚至会损坏模块,烧坏元器件。
二次系统防雷【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。
变电站二次系统防雷接地解决方案设计单位广州市中能通信科技发展有限公司2007年7月目录一、概述 (3)二、防雷理论和设计依据 (3)2.1 雷电对电气设备的影响 ............................................................................... 错误!未定义书签。
2.2 完善的雷电保护系统.................................................................................... 错误!未定义书签。
2.3 防雷方案设计依据........................................................................................ 错误!未定义书签。
三、变电所低压用电系统防雷接地方案 (4)3.1外接地网 (5)3.2室内等电位连接 (5)3.3 通过防雷器建立等电位连接 (6)3.3.1 交流电源的防雷 (6)3.3.2 直流电源的防雷 (6)3.3.3 信号系统防雷 (7)3.3.4 GPS天馈线的防雷 (7)3.3.5RS232端口的防雷 (8)3.3.6 PT回路的防雷 (8)四、工程图纸 (10)室内的等电位连接见工程图CSZY-SNJD (11)变电所电源防雷器配置图CSZY-SPD (12)五、技术说明 (14)V20-C/3+NPE-AS 声光报警 (15)一、概述雷电是一种自然放电现象,它具有极大的破坏力,对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。
自从人类进入到电气化时代以后,雷电的破坏由以直击雷击毁人和物为主,发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。
随着微机保护系统进入变电站自动控制系统,变电站自动化设备越来越先进,其精密程度越来越高,但从防雷角度来说,其防雷电电磁脉冲侵害的能力却明显下降,近年来,电力二次系统遭雷击灾害的事故也时有发生。
关于变电站二次系统的防雷保护及措施【摘要】雷电对变电站法二次系统具有重要影响,因此必须要采取合理的措施,做好变电站二次系统的防雷保护,这对于变电站的安全具有重要意义,因此本文主要针对变电站二次系统,提出具体的防雷保护的技术措施,旨在为相关工作者提供借鉴。
【关键词】变电站;二次系统;防雷保护;措施随着我国电力事业的不断发展,我国变电站的设施越来越完善,大大提高了供电能力,满足了人们的供电需求,但是在阴雨雷电天气中,变电站二次系统容易遭受到雷击,严重危害弱电设备,产生许多安全问题,如通信中断、系统退出等,不利于电网的正常运行,因此为了改善这一问题,必须要结合变电站二次系统的特点,提出相关的技术措施,加强变电站二次系统的防雷保护,保证电网安全稳定的运行,这对于我国电力事业的发展具有重要意义,因此本文在此进一步探讨了电站二次系统的防雷保护及措施。
1 变电站二次系统的特点变电站二次系统指的是各种二次设备的总称,主要包括自动化设备、内保护设备以及交直流电源系统等,具有监控、保护、故障录波以及微机检测等功能,能够实现对变电站的自动化监控,因此变电站二次系统在电网事业中占据重要地位。
在阴雨天气中,很可能会出现雷击现象,对变电站二次系统产生危害,雷电产生电流主要分为两种情况,一种是雷电击中变电站二次系统附近的大地以及架空线路,从而产生电流,危害变电站的设备,另一主要是由于电磁感应以及静电引起的冲击过电压,对变电站二次系统产生不利影响,其侵入自动化系统方式主要为各种与之相连的线路以及接口,因此很容易破坏变电站二次系统的内部结构,从而影响二次系统的正常运行,严重的还可以能引起雷击事故,威胁人们的身体健康,给电力企业造成较大的经济损失。
2 雷电放电的危害形式雷电是变电站二次系统的一项重要的危害,其侵入变电站二次系统有很多的途径,主要表现在以下几个方面:(1)直接雷击:雷电产生的电流不是主要的破坏力,而是这种强大的雷电流会转化为热能,当其击中某种物体时,会引起物体燃烧,严重损坏物体,如果遇见易爆物体,还会发生爆炸。
变电站二次系统防雷介绍一、二次系统防雷的意义变电站二次系统指变电站内保护设备、自动化设备、通信系统、计算机网络设备及监控系统、交直流电源系统等各种二次设备的总称。
二次系统集中了变电站自动化监控管理的重要设备, 具有微机监测、监控、保护、小电流接地选线、故障录波、低频减载、“四遥”远传等功能, 在电力调度自动化领域起着举足轻重的作用。
近年来,随着现代电子技术的不断发展,微机保护和自动化设备在电力系统中得到大量的应用,调度通讯、网络等信息设备越来越多,规模越来越大,一方面自动化系统、计算机网络、通讯系统等设备核心元件耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力越来越差,敏感性提高;另一方面由于信号来源路径增多,系统较以前更易遭受雷电波侵入,致使雷电灾害频繁发生,影响二次系统正常运行,特别是雷电多发区,轻者导致设备损坏、性能下降,重者造成系统瘫痪。
变电站二次系统遭受雷击的事例及原因分析如下:1、重避雷轻接地事故过程:2008 年7月11日,威海辖属石岛某35kV变电站1#避雷针遭雷击后,其附近电缆沟内二次电缆起火,导致保护装置完全失灵,造成灾难性的事故。
事故分析:我们通常所说的避雷针并不能起到躲避雷击的作用,相反称之为引雷针或接闪器似乎更恰当。
它只是把周围强大的雷电能量泄放到大地,起到引雷入地的作用,从而避免周围被保护设备遭到损害。
当避雷针遭雷击后,强大的雷电流沿避雷针和接地引下线进入变电站的接地网,再经接地网流入大地时,造成接地网的局部电位迅速升高。
如果该接地网的接地电阻太大,局部电位升高超过一定数值时,就会对附近电缆沟内的电缆产生反击或旁侧闪击,引起电缆着火,造成灾难性的事故。
2、重直击雷轻感应雷事故过程:2012年7月,汾西矿业集团某110kV变电站在雷电活动时造成该站综合自动化插件损坏,并使35kV开关误动。
事故分析:变电站内的通讯、自动化控制系统的损坏大都是由感应雷造成的。
当雷电活动时其周围的磁场发生强烈的变化,雷电所形成的强电场会以静电感应的方式在附近的导体上感应出很高的感应电压,而计算机等电子器件又是对干扰非常敏感的元件,因此极易造成微机保护和综合自动化系统模块损坏,或者导致微机保护误动或拒动。
电力系统变电站二次设备的防雷措施摘要:变电站是电力传输的核心枢纽,二次设备关系到变电站的安全运行。
发生雷击事故时,容易造成二次设备损坏,导致保护失灵、误动等不良后果,严重威胁变电站供电安全。
如何有效规避雷击危害,提高变电站供电可靠性是变电站建设和运行过程中的重要课题。
本文在总结雷击危害的基础上,对现阶段的主要防雷措施进行阐述,为今后设计、施工以及安全运行积累经验。
关键词:电力系统;变电站;二次设备;防雷措施导言针对变电站主体功能的保护、测量、控制与自动化等一系列设备体系被称之为二次设备。
二次设备对变电功能组件的控制与保护是必不可少的。
从设计与施工角度来看,二次设备在实际的应用过程中往往为低压设备,甚至是基于直流或者感应电压而工作的电气元件。
二次设备对于电压的变化极为敏感,而对于电压或电流的过载极限要求更为苛刻。
在同等雷击条件下(包括感应雷击),如果防雷保护措施不完善,则二次设备的损毁程度更为明显。
因此,有必要采取措施来强化二次设备的防雷保护。
与此同时,由于二次设备与一次设备之间存在显著的关联,对于一次设备的保护会影响到二次设备的有效性与安全性,这就增加了变电站二次防雷措施的难度。
1变电站电子设备防雷的概述1.1变电站电子设备防雷的重要性我国幅员辽阔,雷电灾害活动频繁,对整个电力系统构成严重威胁。
天空与大地之间存在着正负电荷,形成一个巨大的电容器。
上方的水蒸气凝结成雨或冰雹,本身携带正电荷,降落到地面,遇到负电荷发生碰撞,容易发生电击。
随着变电站自动化的深入,电子设备也大量出现在变电站中,一些电子设备热容量较大,对雷电承受能力强,但对另外一些承受力差的设备来说,给了雷电可乘之机。
雷电作用在这些敏感的电子元件上,对设备造成干扰或损坏。
变电站内集中了很多电子设备,这些设备都是在电压、电流作用下运行,一旦受到雷电的干扰,很容易造成供电系统部分区域停电,甚至发生电网瓦解或瘫痪,影响电力系统的安全、稳定运行。
变电站二次系统防雷及防护措施摘要:在变电站二次系统运行的过程中,雷击会对变电站二次系统中的设备造成一定的破坏,致使二次系统无法正常运转。
因此,本文介绍了变电站二次侧遭遇雷电时造成的主要危害等,此时就需要变电站根据实际情况采取有效的措施加强针对二次系统的防雷防护工作,为二次系统中设备的安全运行提供坚实的保证。
关键词:变电站;二次系统防雷;防护措施引言当前我国经济正迅猛发展,电力作为社会发展的“先行官”,其可靠性与稳定性具有决定作用,而变电二次设备一旦遭受雷击,容易遭到破坏,严重影响电网的正常运作,因而研究变电二次设备的防雷技术具有现实的意义。
通过接地措施能有效地减弱雷电对变电站二次系统的危害,保证设备的可靠运行。
1变电站二次侧遭遇雷电时造成的主要危害遭遇雷击时,雷击形成的过电压对变电站二次侧装备的危害及可能造成的后果主要包括以下几方面。
1.1造成重要的设备老化甚至破坏变电站的继电保护装置、控制装备等二次设备价格比较昂贵,电子集成度较高,对雷电的敏感性非常高,雷击时造成二次装备两端出现电位差;由于继电保护装置、控制装备等二次设备的电子、微电子装置的耐过压水平很低,将造成装置的破坏,导致安全事故的发生。
1.2丢失设备数据对于变电站来说,设备的数据相当重要,如果重要数据的丢失不能恢复,会给电力调度和变电站运行带来了很多麻烦,不仅会造成巨大的经济损失,而且会出现很大的安全事故。
1.3造成供电范围内大面积停电遭遇雷击时,二次侧的各种继电保护、控制设备易被雷击损坏,产生误动作,有可能导致高压开关跳闸,发生大规模停电事故,给人们生产、生活造成影响。
2变电站二次系统防雷工作现状通过调查发现,目前我国大多数变电站都是通过设置防雷保护分区对二次系统中的设备进行保护,这种方法需要根据不同分区雷电的特点采取不同的防护方法,比如说,在变电站建筑物外部,一般会设置避雷针、避雷带等将雷电引入地下的装置,同时要降低接地网上具有的电阻,这样可以防止接地电位的反击。
变电站二次系统防雷分析摘要:变电站二次系统是电力系统中重要组成部分,其是否正常运行对电网的安全可靠性有着直接的影响。
由于变电站二次系统的耐雷能力较低,雷电波极易侵入,进而使得二次设备出现损坏,会造成较为严重的后果;如何采取有效的防雷保护措施避免变电站二次系统发生雷击事故,已经成为电力系统发展建设中亟需解决的实际问题。
基于此,本文围绕变电站二次系统防雷问题进行了分析。
关键词:变电站;二次系统;防雷措施在我国国民经济实现不断发展的现阶段,电力系统也随之进行了改造升级,电压等级实现提高,变电站数量逐渐增多,且其综合自动化水平也显著提升,随着人们用电需求的增加,其对电网运行质效也提出了越来越高的要求。
从变电站的运行实际情况来看,其中二次设备极易受到雷击危害,导致设备损坏、通信中断、系统退出等后果,对于电力系统的安全可靠稳定运行构成了严重的威胁,因此要对变电站二次系统的防雷问题予以高度的重视。
一、雷电入侵变电站二次设备的途径二次系统,实际上指的是变电站内部及调度大楼内保护系统、通信系统、自动化系统、电源系统、计算机网络设备及监控系统、空调等辅助设备;雷电侵入变电站二次系统如下图1所示。
雷电入侵变电站二次设备的途径主要包括以下三种方式:(一)经过弱电系统的电源线进入当发生雷击的时候,雷电波侵入首先会到达变压器,这时变压器高压一侧的避雷器会开始动作,迅速的将雷电流引入到大地当中,但是由于残压较大,使得变压器高压一侧的电压Ug也较大,当变比为K时,此时低压一侧的电压Ud (Ud=Ug/K)同样会很大,使得二次系统设备的绝缘水平发生损坏。
(二)经过弱电系统的信号控制入线进入当雷电流经过导线进入到大地时,由于雷电流过大,其使得周围很大范围之内产生较强的电磁感应,而在导线之上形成了不同的电压降,过电压由此产生,这种过电压同样会损坏变电站二次系统设备的绝缘。
(三)经过弱电系统的接地线进入通常情况下,当发生雷击事故的时候,其一般会先击中避雷针和避雷线,然后顺着接地引下线将雷电流迅速的引入到大地当中;但是大地泄流往往需要一段时间,无法在瞬间完成,雷电流在大地中存在一个泄放的过程;再加之大地自身的电阻较大,且雷电流引入点到不同点的电阻大小也不同的,当雷电流幅值较大时,就会产生较大的电位差,对变电站二次系统造成反击,使得弱电系统发生误动作或被击穿。
变电站二次系统防雷介绍概要概述随着人们生活水平的提高和电力技术的日新月异,要求电力系统的可靠性、安全性越来越高,其中防雷技术就变得尤为重要。
变电站是电力系统的重要组成部分,而二次系统是其基本干扰目标之一,因此防雷工作在变电站中尤为关键。
本文将就变电站二次系统的防雷问题进行一些介绍和探讨。
风险分析变电站二次系统的设备通常很多,这些设备通常具有高灵敏度和易损性,故容易受到雷电影响,对于二次系统来说,雷电可能会导致系统间距离变小,使得系统的性能下降,从而急剧增加了设备故障和运营成本,威胁了二次系统的稳定运行。
因此,对于变电站的二次系统而言,关于其雷电防护显得尤为迫切和重要。
防雷措施接地系统接地系统是二次系统的核心部分,稳定的接地系统可以将雷电电荷分散,缩短放电时的时间,减轻对设备的影响。
一个完美的土气化接地系统应该具有足够的导体截面,以能够吸收突然瞬时的雷电流,而不是达到瞬间过载的状态,这样就可以确保接地系统能够有效把雷电电荷分散到地面上。
在接地系统的建设中,需要坚持规范和科学性的原则。
防雷装置具有有效地工作,能够避免因雷击而带来的恶劣影响的防雷装置时,防雷系统的核心部分,其作用至关重要。
一般的防雷装置包括闸阀、避雷针、过电压保护、耐雷箱等。
不同的设备可能需要使用不同的防雷装置来进行防护,以便使防护装置达到最佳的效果。
圆形屏蔽作为二次系统的重要环节,圆形屏蔽可以有效地阻止雷电所带来的电磁波。
圆形屏蔽可以在变电站的二次系统中被广泛地运用,并且在车站、隧道和公共场所的防雷防护中也有广泛的应用。
不同场所的防雷屏蔽装置可能会需要使用不同的材料,以达到最佳的效果。
变电站二次系统的防雷工作对于保证系统的可靠性、稳定性和安全性来说至关重要。
通过合理的防雷措施,可以有效地预防雷电对二次系统的影响。
作为工程师,我们需要密切关注各种变化和地区的差异,从而设计出最佳方案,以充分保证变电站二次系统的运行稳定和安全。
变电站二次系统防雷措施分析及防护措施研究现代电网系统是社会经济发展的重要基础设施,保障其稳定运行对于维护国家经济安全和社会稳定具有重要意义。
其中,变电站作为电力系统的重要组成部分,负责输电、变电及配电等任务,具有特殊的地位和重要的功能。
然而,变电站二次系统常常容易受到雷电的威胁,导致系统故障,严重时甚至会造成火灾、爆炸等灾难性事故。
因此,对变电站二次系统的防雷措施进行分析和研究,制定科学合理的防护措施,对保障电力系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。
一、变电站二次系统防雷措施分析1.防雷观念的重视:变电站管理部门应高度重视防雷观念的建立和推广,加强员工的安全防范意识,培养大家的科学防雷意识。
2.防雷设施的建设:变电站二次系统的防雷设施包括避雷针、避雷针引下线、避雷带等。
这些设施的合理布置和使用对于减少雷电对系统的冲击有着重要的作用。
3.电缆连接模式的选择:在变电站二次系统中,电缆的连接方式应尽量选择突入式连续引下线的方式,减少雷电对系统设备的损害。
4.地线的设置:变电站二次系统的地线设置是防雷的重要环节。
地线应按照一定的排布规则进行设置,以确保系统在雷电冲击下有一个有效的地雷保护路径。
5.大地电位提升系统的安装和使用:大地电位提升系统是变电站二次系统防雷的重要手段之一、通过引入外界地电位提高系统的大地电位,减少雷击地电流对设备和系统的影响。
1.防护设备的优化选择:在变电站二次系统中,防护设备的选择是防护措施的关键。
通过对设备的优化选择,提高其防雷性能和安全可靠性。
2.监测与预警系统的建设:建立完善的雷电监测与预警系统,能够提前掌握雷电的情况,并及时采取相应的防护措施,避免雷电对二次系统造成的损害。
3.定期检测和维护:定期对变电站二次系统的防护设施进行检测和维护,及时发现问题并加以修复,确保设备处于良好的工作状态。
4.防护措施的完善性:防护措施不仅仅是对设备的保护,还应考虑到对人员的保护。
通过完善的操作规程和培训,增强员工的应对能力,降低雷电对人员安全的威胁。
变电站二次系统防雷技术分析雷电是危害变电站供电场的重要因素之一,尤其是近年来随着变电站自动化积蓄的提高,变电站二次系统设备的增多,雷害对二次设备危害越必突出。
为了保证变电站供电的安全性,就必须对二次系统采取一定的防雷措施。
本文就简要的分析了变电站二次系统的防雷技术。
标签:变电站;二次系统;防雷;技术1 变电站二次系统交、直流电源防雷雷电引起的瞬态高电压,如果不加遏制,直接由电源线引入二次系统,会影响其电源模块正常工作,使各功能模块的工作电压升高而工作不正常,严重时甚至会损坏模块,烧坏元器件。
并直接传导到用电终端屏柜,对站内共用屏、运动屏、测控屏等重要设备造成损害。
目前为止,电源防雷必须分三级以上的防护这个概念已经获得防雷业的普遍认同,并已编入众多国际标准、国际、行业标准和规范当中。
但对该三级或以上的电源防雷器的安装位置却存在不同的意见。
根据本人对变电站防雷的认识以及运行经验,比较认同以下方案:首先,B级防雷器采用大通流容量的间隙型SPD,并联安装在站用变输出到站用屏的低压电源线缆上,B级的电源防雷器处最好能安装雷电环境监测设备,该设备需具备三相电压实时监控、零地漂移电压监控、雷击计数、雷击发生时间记录、雷击强度监控以及对B级电源防雷器的实时监控,具备声光报警功能。
从而,通过该设备对整个变电站二次系统的雷电环境有一個整体的监控认识;C级防雷器采用中等通流容量的限压型SPD,并联安装在控制室内的充电屏、UPS的电源输入端;D级防雷器采用通流容器量较小的限压型SPD,并联安装在直流和交流馈线输出的电源线路上即终端用电屏柜的电源输入端,安装位置一般在屏柜内的适当位置,采用导轨安装的方式比较适合。
同时,为了安装、运行维护以及安全的角度考虑,对于限压型SPD来说,一般要求标准35mm导轨安装,可在线热拔插,具备劣化指示、自动脱扣等功能,同时还应具备遥讯功能,以便于日后综合集中管理。
安装模块化SPD时必须符合国际标准在其前端安装容量相匹配的空气开关,空气开关在此处能起到维护简便和中断短路电流的作用。
变电站二次系统防雷技术分析摘要:分析了变电站二次系统防雷和抗干扰问题,提出了几点预防感应雷、过电压的措施,并详细阐述了二次系统过电压保护设计以及防雷运行管理。
实践证明,所提出的防雷措施对提高变电站二次系统的安全运行水平有较大帮助。
关键词:变电站二次系统防雷1前言随着变电站的发展,大量微机保护等在变电站保护远动、通讯的升级中使用,大规模集成电路的耐过电压水平比原来的晶体管电路脆弱了许多,晶体管设备的耐压水平可达到500~1000伏,而大规模集成电路的耐压水平不到100伏。
所以在对变电站的保护、远动、通讯等弱电设备进行升级换代时一定要考虑设备的防过电压措施。
如果二次系统的防雷设施不完善,极易由于一次系统对二次系统的雷电反击造成变电站二次控制部分瘫痪而发生变电站毁灭性的事故。
2 雷电对站内设备影响的形式雷电对二次设备的影响基本可分为3种:直击雷、感应雷及瞬态电脉冲。
2.1直击雷直击雷是指雷电直接击在人体、建筑物或设备时,其强大的电效应、热效应和机械效应等造成建筑物和设备损坏以及人员的伤亡。
变电站有较完善措施防直击雷措施,控制电缆和信号电缆都从电缆沟进入控制室。
直击雷对二次设备影响最主要方式是通过电源途径进入,雷击10kV线路,通过站用变、交流系统,经过多级避雷器削峰,电压幅值大为下降,但由于雷电波的电压、能量极高,仍可能以幅值相对很高、能量较低尖峰脉冲的形式进入220V交流回路中,导致设备受损。
2.2感应雷感应雷虽然没有直击雷猛烈,但其发生的几率比直击雷高得多,主要针对站内二次设备。
从我们所掌握的情况来看,主要是站二次设备的通道端口、电源模块等容易损坏。
感应雷是雷电在雷云之间或雷云对大地放电时,在信号电缆、控制电缆、设备间连接线产生强烈的电磁感应,尤其是避雷针将强大的雷电流引入大地时,产生强烈电磁感应,进而损坏电子设备。
2.3瞬态电脉冲变电站二次回路越来越复杂,雷电浪涌进入途径增多,瞬态电脉冲既可能从电源线或信号线进入二次回路使电子设备损坏,也可能使信号传输波形变犁,产生误码,影响传输的准确性和传输速率。
变电站二次系统防雷介绍一、二次系统防雷的意义变电站二次系统指变电站内保护设备、自动化设备、通信系统、计算机网络设备及监控系统、交直流电源系统等各种二次设备的总称。
二次系统集中了变电站自动化监控管理的重要设备, 具有微机监测、监控、保护、小电流接地选线、故障录波、低频减载、“四遥”远传等功能, 在电力调度自动化领域起着举足轻重的作用。
近年来,随着现代电子技术的不断发展,微机保护和自动化设备在电力系统中得到大量的应用,调度通讯、网络等信息设备越来越多,规模越来越大,一方面自动化系统、计算机网络、通讯系统等设备核心元件耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力越来越差,敏感性提高;另一方面由于信号来源路径增多,系统较以前更易遭受雷电波侵入,致使雷电灾害频繁发生,影响二次系统正常运行,特别是雷电多发区,轻者导致设备损坏、性能下降,重者造成系统瘫痪。
变电站二次系统遭受雷击的事例及原因分析如下:1、重避雷轻接地事故过程:2008 年7月11日,威海辖属石岛某35kV变电站1#避雷针遭雷击后,其附近电缆沟内二次电缆起火,导致保护装置完全失灵,造成灾难性的事故。
事故分析:我们通常所说的避雷针并不能起到躲避雷击的作用,相反称之为引雷针或接闪器似乎更恰当。
它只是把周围强大的雷电能量泄放到大地,起到引雷入地的作用,从而避免周围被保护设备遭到损害。
当避雷针遭雷击后,强大的雷电流沿避雷针和接地引下线进入变电站的接地网,再经接地网流入大地时,造成接地网的局部电位迅速升高。
如果该接地网的接地电阻太大,局部电位升高超过一定数值时,就会对附近电缆沟内的电缆产生反击或旁侧闪击,引起电缆着火,造成灾难性的事故。
2、重直击雷轻感应雷事故过程:2012年7月,汾西矿业集团某110kV变电站在雷电活动时造成该站综合自动化插件损坏,并使35kV开关误动。
事故分析:变电站内的通讯、自动化控制系统的损坏大都是由感应雷造成的。
当雷电活动时其周围的磁场发生强烈的变化,雷电所形成的强电场会以静电感应的方式在附近的导体上感应出很高的感应电压,而计算机等电子器件又是对干扰非常敏感的元件,因此极易造成微机保护和综合自动化系统模块损坏,或者导致微机保护误动或拒动。
3、重高压设备轻弱电系统事故过程:2012年9月,同煤浙能集团某煤矿办公楼10kV变电所遭雷击,高压设备安然无恙,保护装置电源模块损坏。
事故分析:雷电活动时,雷电波沿10kV线路侵入到10kV母线,再经过10kV所用交变电磁耦合,闯入低压出线。
由于雷电波的电压、能量极高,虽然经过10kV线路避雷器、母线避雷器和所用交变避雷器三级削锋和所用交变低压出线的平波作用,电压幅值大大降低,但雷电波仍以高幅值、尖脉冲的形式,瞬间加到低压电源系统。
由于大多数变电站在低压电源系统没有过电压保护措施,雷电过电压得不到有效抑制,因而在低压电源系统中绝缘薄弱处造成击穿。
相对于二次系统的快速发展,二次系统的的雷击防护工作还存在不少认识误区,还有很多需要完善的地方。
在这种环境下,更凸显出变电站二次设备雷击防护工作的必要性和重要性。
二、雷电入侵二次系统途径雷击过电压入侵变电站二次系统的主要途径有:1)配电线路对于配电线路引入的雷电过电压雷电波通常是通过变电站临近的线路侵入母线,再经过变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合,进入低压出线,途中经过了线路避雷器、母线避雷器等多级削峰,再经过变压器低压出线的平波作用,电压幅值大为下降。
但由于雷电波的波峰幅值和能量很大,虽然雷电波在经过上述避雷器后,大部分能量得以消除,但仍有部分雷电波以幅值相对很高且作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式通过变压器的低压出线,加到变电站内所有的380V交流回路中。
220V等直流线路因进出高压场等原因也是引入雷电的主要线路。
2)通信线路引入雷击目前,变电站二次系统采用了多种多样的通信线路进行同一系统内设备与设备之间、系统与系统之间的连接。
导体型通信线路感应到雷电后,雷击过电压直接传到设备,该过电压轻则使设备加速老化,重则直接将设备损坏。
对于电力系统来讲,电话音频与MODEM连接线、RS485、RJ45网线、FDK/CAN现场总线、LON WORKs、GPS及微波载波等馈线等都是引入雷电的通信线路。
因目前远距离多采用光纤传输,所以以上大部分通信线路主要是在室内被其他线路上的过电压感应。
3)雷电电磁场上述两条途径是有形的看得到的途径,而电磁场是空间传播看不到的东西,这里的雷电电磁场是指雷击引起的室内的电磁场,主要集中在电缆沟、布线层及电缆井内。
该电磁场使室内的线路感应到过电压,该过电压直接传到设备,进出高压场地的各种线路(如交流采样、开关量回路等)都是雷电电磁场的产生源。
4)地电位反击对于电力系统来讲,因采用共用接地方式,不存在地与地之间反击,但地电位因雷击抬高时使得设备接地线对设备其他外接线之间可能产生能损坏设备的电位差。
三、二次系统防雷措施变电站二次系统的主要防护工程措施有:传统的雷电防护方法由外部防护和内部防护两个环节组成。
外部防护是防止雷电击中建筑物时在建筑物本身出现的火灾和机械损害包含建筑物外将雷电放电电流导人大地的设施避雷针(避雷带)、引下线、建筑物周围的接地网及接地系统等。
内部防护是减少被保护空间雷电流的电磁影响的措施,目的是降低由雷电流引起的电位差。
那么概括的说,当今电子设备的防雷手段,主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护等方法。
1)分流利用避雷针、避雷带或避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地,防止雷电直接击在建筑物和设备上。
2) 屏蔽计算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽,在机房建设中,利用建筑物钢筋网和其他金属材料,使机房形成一个屏蔽笼。
用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰机房内设备。
3) 等电位连接国际上非常重视等电位连接的作用,它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用,都是十分必要的。
根据理论分析,等电位连接作用范围越小,电气上越安全。
等电位联结分为:总等电位联结(MEB)和局部等电位联结(LEB) 。
国家建筑标准设计图集《等电位联结安装》(02D501-2)对建筑物的等电位联结具体做法作了详细介绍。
总等电位联结做法是通过每一进线配电箱近旁的总等电位联结母排将下列导电部分互相连通:进线配电箱的PE(PEN)母排、公用设施的上、下水、热力、煤气等金属管道、建筑物金属结构和接地引出线。
它的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。
4) 接地规范变电站设备的接地、屏蔽工作, 是提高二次设备防雷水平最直接、最有效的措施:1、变电站综合自动化系统及其它二次设备应共同接入变电站主地网, 首先检查变电站接地网接地电阻是否在设计值以下, 一般不宜大于0.5Ω , 接地电阻越小, 设备抗干扰能力就越强。
2、主控室接地网采用各盘柜内接地铜排用连线首尾相连, 最后形成环网, 接地铜排截面积不小于100mm²。
铜牌之间连线采用多股绝缘铜导线, 截面积不小于 100mm², 铜牌及连线接线端子均电镀或镀锡, 防止氧化增大接地电阻。
3、高压开关柜接地网要求与主控室接地网类似, 但应将该接地网与高压开关柜绝缘, 接地点与避雷器接地点距离应不小于15m ,防止一次系统接地引起开关柜柜体电位升高对接地网的“反击”。
4、高压开关场接地网要求与高压开关柜接地网类似, 主要用于二次电缆屏蔽层及铠装层接地。
四、主要测试方法1、避雷针测试变电站避雷针主要是用全站仪来测量其高度,用来计算其保护范围,除此之外,还用接地电阻仪来测量其接地电阻。
2接地网测试接地网用接地网接地电阻测试仪测量,测量方法:首先将将仪表上的P2、C2连结在一起,再如下图所示进行布极,G为被测接地装置,P为测量用的电压极,C为电流极。
图中测量用的电流极C和电压极P离被测接地装置G边缘的距离为d GC=(4~5)D和d GP=(0.5~0.6)d GC,D为被测接地装置的最大对角线长度,点P可以认为是处在实际的零电位区内。
为了较准确地找到实际零电位区时,可把电压极沿测量用电流极与被测接地装置之间连接线方向移动三次,每次移动的距离约为d GC的5%,测量电压极P与接地装置G之间的电压。
如果电压表的三次指示值之间的相对误差不超过5%,则可以把中间位置作为测量用电压极的位置。
电极分布图如下:3、接闪器测量首次检测时应用经纬仪或测高仪和卷尺测量接闪器的高度、长度、建筑物的长、宽、高,然后根据建筑物防雷类别用滚球法计算其保护范围,测量接闪器的规格尺寸,应符合GB50057—1994中第4章的要求。
检查接闪器上有无附着的其他电气线路。
如果接闪器上有附着的其他电气线路则应按GB50169—1992中第2.5.3条规定检查,即“装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线,必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的导线。
电缆的金属护层或金属管必须接地,埋入土壤中的长度应在10m以上,方可与配电装置的接地相连或与电源线、低压配电装置相连接”。
4、引下线根据GB50057-2010的第4章要求,第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物至少应有两条引下线,其间距离分别不得大于12m和18m;第三类防雷建筑物周长超过25m或高度超过40m时,也应有两条引下线,其间距离不得大于25m。
防直击雷的专设引下线距建筑物出入口或者人行道边沿不易小于3米,引下线截面锈蚀30% 以上者应予以更换。
实际测量时,可用全站仪对其的距离进行精确测量,来验证其是否达到规定的要求。
5、电磁屏蔽用毫欧表检查屏蔽网格、金属管、(槽)防静电地板支撑金属网格、大尺寸金属件、房间屋顶金属龙骨、屋顶金属表面、立面金属表面、金属门窗、金属格栅和电缆屏蔽层的电气连接,过渡电阻值不宜大于0.03Ω。
用卡尺测量屏蔽材料规格尺寸是否符合本标准GB50057-1994的5.6.1.4的要求。
计算建筑物利用钢筋或专门设置的屏蔽网的屏蔽效率,电磁场屏蔽的计算方法参考GB50057—1994中第6.3.2条的规定。
6、等电位连接使用智能等电位测试仪测试,测试仪的一端接触一个测试基准点,比如等电位连接端子,另一端与被测设备接触,所得到的电阻如果小于3欧姆,可以认为是导通的,否则不导通。
以上测试方法参考GB50057-1994中第6.3.4条的规定。
7、浪涌保护器安装(一)电源部分(1)现场情况分析1)检查建筑物种类及外部环境,首先观察变电站的位置位于市区、郊区或高山;其次需要观察是变电站是否有架空线引入。
2)检查建筑物内供电系统的类别,了解变电站是单相还是三相供电;是否是TT或TN供电制式。