变电站二次系统过电压及防雷保护.pdf

电力建设I专栏 变电站二次系统过电压及防雷保护 口宋道勋 摘 要：近年来，随着微机化继电保护和综合 自动化技术的日趋成熟，综合 自动化的变电站已经逐步成为主要 选择。然而，微机 自动化设备对电磁环境十分敏感，保护它们不受系统操作电磁冲击和雷电过电压的影响，确 保二次设备的安全运行，就成为这类变电站重要的技术课题。本文根据工程实践为例，对变电站二次系统过电 压及防雷保护作初步探讨。 关键词：变电站：二次设备；过电压 ：防雷：保护 1变电站二次设备浪涌、过电压防雷保护的必要性 护。具体做法是：通过安装在低压配电线路和信号线路上的电 涌保护器(低压避雷器)，把能量较大的雷电流在纳秒级的时间 变电站二次设备是在一个干扰强度高的电磁环境中运行。 内泄放入大地，使 自动化系统通信和配电设备免受冲击。装设 除了雷电冲击之外，所有高压设备的操作，尤其是站内带电一 电涌保护器的另一作用，是吸收高压送电线路开关操作产生的 次设备故障和邻近变电站带电送电线路故障，都不可避免地对 浪涌电压及电源误输入电压。 二次系统产生损害性过电压或破坏其信号流的电磁冲击，轻则 为了防止因雷击 电磁脉冲、开关电磁脉冲和静 电放 电等原 引起系统控制混乱，重则损坏设备。对于担负一定区域供电任 因对电子设备造成的损坏 ，国际和国内的标准化组织颁布了一 务的变电站，不单对电力企业，而且对社会都会造成严重的影 系列的标准和规范。其中IEC61312雷《电电磁脉冲的防护及 响。 GB500571994{建筑物防雷设计规范}(2000版)分别提出和规 雷电是一种强烈的大气过电压强放，虽然直击站内设备概 定了系统防护的概念和方法。例如，要求在建筑物内外建立均 率很低，但有可能通过行波侵入或耦合二次回路感生干扰电压 压等电位系统，如图 1所示：指出现代意义的防雷工作应从以 等途径对设备产生间接的有害影响。另外，当雷电击中站内避 建筑物为保护重点，发展到以电子信息系统为保护核心；强调 雷针或邻近高大构件时，强大的泄放电流引起地网电位升高， 综合治理、整体防御、分级泄流、层层设防的思路，把防雷看成 有时会在各接地点产生过大的电位差。而地下敷设的二次电缆 一 个系统工程。 的屏蔽层，会分流泄放雷电流，在缆芯间以及芯地间产生干扰 电压。 随着大规模集成 电路的使用，电子元器件的性能大大提 高。但其抗 电磁干扰、抗过 电压和雷击的能力却变得十分脆弱。 例如，电磁型继电器的摧毁能量为 0．1J，而现在普遍使用的微 机保护摧毁能量仅为o．001J，比电磁型保护设备低了两个数量 级。随着变电站综合 自动化和继电保护微机化改造 ，微 电子设 备的应用越来越广泛，如果不采取有效的防护措施，这些脆弱 图 1建筑物 防雷系统框 图 的控制 自动化设备就无法正常工作，甚至成为电力系统的安全 建筑物防雷系统框图，对于任何一个系统的防雷工程而 隐患。