变电站二次设备防雷保护及过电压保护探讨
变电站二次系统防雷保护
变电站二次防雷保护 1．变电站雷电危害概述 变电站是电力系统重要组成部分,一旦变电所遭雷击或雷电波侵入,将造成大面 积停电,给生产带来安全隐患和经济损失,给人民生活带来不便,这就要求变电所防雷系统设计要安全、灵敏、可靠。 变电站设备处在一个强电和弱电系统形成的错综复杂的电磁环境中，高压开关 设备的操作切换，雷电闪击，一次设备短路接地，二次回路切换，人员及邻近物体的静电放电和无线电辐射等产生的电磁干扰可能通过各种耦合进入二次系统形成浪涌和过电压，因此可能引起系统控制混乱，甚至损坏设备，后果不堪设想。高压隔离开关或断路器分合时，在触头间产生一系列电弧，其在被断开或接合的线路上将引起一系列高频电流波和电压波。这一暂态过程不仅可以通过线路上连接的电流，电压互感器等直接传人二次系统，引起广达数千伏的过电压。同时，在快速暂态过程下线路还表现为一个复杂结构的天线以暂态电磁场的形式向周围空间辐射能量，通过各种耦合进入二次系统。 雷电入侵变电站及站内二次设备有许多种途径(如图1所示)，但最后都转变为浪 涌过电压，浪涌过电压是造成二次设备损坏的最直接原因，减小和抑制浪涌过电压是保护二次设备的主要方法。一般变电站的雷电侵害有以下三种主要形式。 1)直击雷。雷电直接击在建筑物和设备上而产生的电效应、热效应和机械效应。 2)感应雷。雷云放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金 属部件之间产生火花。感应雷可以来自对地雷击,也可以来自云间放电,其中对地雷击由于距雷击点较近,产生的感应浪涌电压较大,作用半径也大,作用范围内的电子设备均是破坏对象。 3）传导雷就是远处的电力设备遭受雷电直击，雷电沿电力线路传导过来侵入变 电站，然后经过电源和测量回路进入弱电设备；地电位反击：雷击周围的避雷针，导致地面电位升高，反击弱电设备(这部分由外部防雷系统来解决)。隔离或安装浪涌电压保护器(SPD)是减小传导雷入侵的主要途径。 图1 雷电侵入的途径
变电站二次继电保护措施研究
变电站二次继电保护措施研究 随着现代电网的发展，高压传输和分配电网中的变电站逐渐成为电网运行中不可或缺 的重要组成部分。为了保障电网的安全稳定运行，变电站需要配置一系列的继电保护装置，以便在电网出现故障时，能够及时切断故障区域的电路，保证电网的安全运行。 一、变电站的继电保护装置 变电站的继电保护装置是指在电网出现故障或异常情况时，能够自动或半自动地对电压、电流、频率等电网参数进行监测和测量，并在一定时间内根据电网的保护策略自动或 半自动地切断故障区域的电路，以保证电网的安全运行。变电站的继电保护装置主要包括 主保护、备用保护、辅助保护和过电压保护等。 1.主保护 主保护通常安装在变压器、发电机等电气设备的高压侧，主要用于对电气设备内部的 故障进行保护。主保护一般采用差动保护、过流保护、过流过载保护等方式，当被保护设 备内部发生故障时，能够及时地切断故障区域的电路，保护被保护设备免受二次故障的影响。 2.备用保护 备用保护通常安装在被保护设备的低压侧，它是对主保护的补充和替代，当主保护失 效时，备用保护将起到保护作用，它一般采用定时保护、跳闸保护、差动保护等方式。 3.辅助保护 4.过电压保护 过电压保护是变电站中的一种重要保护方式，主要用于保护电气设备和电网在线路中 发生的过电压。过电压保护一般主要采用电压互感器和电流互感器的组合测量，当电网出 现过电压时，能够及时地切断故障区域的电路，保护电气设备不受过电压的损害。 1.变电站应用差动保护 差动保护是目前变电站中应用最为广泛的一种继电保护措施，它主要采用电流差动原理，即将被保护设备的进口电流与出口电流进行比较，当两者差值大于定值时即切断电路，保护被保护设备。差动保护可对变压器、发电机和母线等设备进行保护。在实际应用中， 需要根据被保护设备的特点和电网的实际情况选择差动保护的合理参数。 过流保护是变电站中一种重要的辅助保护方式，主要用于保护电网中的设备免受电流 过载和短路等故障的影响。过流保护可以根据欠流和过流两种模式进行设置，欠流模式主
特高压GIS变电站雷电过电压防护研究
特高压GIS变电站雷电过电压防护研究 特高压GIS变电站雷电过电压是变电站运行中常见的问题之一。在雷电活动丰富的区域，如何有效地保护特高压GIS变电站免受雷电过电压侵害，是一个重要的研究课题。本文将从三个方面对特高压GIS变电站雷电过电压进行防护研究。 一、雷电过电压的形成机理 雷电过电压是由雷电产生的瞬态电磁场作用于变电站设备上引起的。雷电产生的瞬态电磁场可以通过空间耦合和感应耦合的方式引起特高压GIS变电站设备上的雷电过电压。空间耦合是指雷电电流通过空气间隙产生电压，然后通过耦合接地手段引起设备上的雷电过电压，如线路、母线、变压器等设备。感应耦合是指雷电电磁场在变电站设备上感生出电压，导致设备上出现雷电过电压。 二、特高压GIS变电站雷电过电压防护方法 （1）空间耦合防护：通过采用隔离、遮蔽等技术手段减少雷电对设备的影响。采用绝缘子串距离增加、电缆引出装置屏蔽、设备上的导线和金属构件的绝缘处理等。对于特高压GIS变电站来说，通过增加设备的绝缘距离、增加设备的堵塞、绝缘等手段，可以有效降低空间耦合引起的雷电过电压。 （2）感应耦合防护：通过对设备进行合理的线圈布置和接地方式，减少雷电电磁场对设备的感应。采用电磁屏蔽、接地阻抗降低、增加设备的接地电阻等。对特高压GIS变电站来说，合理设计设备的接地系统，增加接地电阻，可以有效地降低感应耦合引起的雷电过电压。 （3）使用避雷器：通过在变电站设备上安装避雷器，将雷电过电压引入避雷器，将其导向地下，从而保护设备不受雷电过电压侵害。避雷器的选择应根据变电站设备的工作电压等级、雷电过电压水平等因素来确定。 三、防护效果的评估与改善 防护效果的评估是保证特高压GIS变电站防护措施有效性的重要一步。通常可以通过雷电击打试验、电场仿真等手段来评估防护效果。如果评估结果不理想，可以通过改善设备的防护性能，增强设备的防护能力，提高设备的抗雷电过电压能力。 特高压GIS变电站雷电过电压的防护是一个复杂的工程问题。需要综合考虑空间耦合和感应耦合的影响，采取合理的防护措施，评估防护效果，并不断改善防护性能，以保证变电站设备的安全运行。
变电站二次设备的防雷保护
变电站二次设备的防雷保护 早期的二次设备为电磁式，诸如线圈、真空管等，这些传统元件对于突波干扰是有一定的免疫力的，但是，随着这些传统元件被基于集成电路等更先进的元器件及设备所代替时，特别是随着计算机网络技术的发展，保护这些智能设备免遭系统瞬态干扰的影响就变得更加重要。本文将对二次设备雷电防护进行分析，提出实用的避雷系统方案，并对变电站微机系统提出防雷要点。 1 变电站二次设备雷电防护的分析 设备遭受过电压和过电流冲击的途径可分为直击雷、感应雷、传导雷、操作过电压四种。结合变电站设备的分布特点及雷电冲击的途径类型，变电站雷电防护存在以下特点。 1.1 二次设备过电压发生的过程 (1)雷电波通常是通过变电站临近的线路侵入母线，再经过站用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，侵入低压出线。途中经过了线路避雷器、母线避雷器和站用变避雷器3级削峰，再经过站用变低压出线的平波作用，电压幅值大为下降。但由于雷电波的电压、能量极高，且避雷器等设备技术上的局限性，虽然绝大部分的雷电能量都能在到达设备之前得以消除，但雷电波仍可能以幅值相对很高，作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式，通过站用变压器的低压出线，加到变电站内所有的220 V交流回路中。 (2)当雷落到通信设施附近的场所时，就会产生一个强电磁场，就会在通信线路上感应一个非常高的感应电压,通过调度远动系统的RTU设备和信号采集的二次电缆侵入，以很高的电压直接加到远动系统的信号和传送端上，造成通信装置误动作，以及接收和发送端模块烧坏。 1.2 微机装置遭雷害的原因 变电站的保护和合闸电源直流系统的整流充电系统设计容量都比较大，电压耐受能力也比较好。而且由于大容量电池组吸收尖峰脉冲的作用，和整流回路的平波作用，加到保护装置上的脉冲电压大大降低。再加上常规的电磁式保护装置的元器件多为单元件的电阻、电容和电感线圈等，耐热容量大，对尖锋脉冲的耐受能力也比较强，所以能安全度过低能量、高电压的冲击暂态过程。但对于使用超大规模集成电路，运行电压只有数伏，信号电流仅为mA级的微机装置来说，就不一定能经受得住。这就是造成微机装置损坏而常规保护装置却能安全运行的关键原因。 在电源方面：调度的远动载波系统多由独立的小容量UPS供电，而这些UPS最多的是使用压敏电阻保护。在防雷和限幅能力都比较有限，保护UPS本身尚且不够，更不用说保护后接的电子设备了。实际运用中也屡屡发生UPS雷击烧毁现象，所以单从提高UPS质量方面入手难以从根本上解决问题。 在信号端方面：当出线比较长，且没采用屏蔽电缆，厂站端也没装设任何防雷设备时，变电站和沿线附件落雷都很容易在电缆中感应出很高的雷电压并通过电缆直接加到设备上，造成设备的击穿损坏。 2 二次设备的防雷设计 严格按照GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》、DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》、DL 548-94《电力系统通讯站防雷运行管理规程》、DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、GB 18802.1-2002/IEC 61643-1：1998《低压配电系统的电涌保护器》、GA173-1998《计算机信息系统防雷保安器》、YD2011-93《微波站防雷与接地设计规范》、GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等有关规程规定，并紧密结合现场实际进行优化设计。 对于缺少防雷设计的二次设备，应根据需求加装各种市售的防雷装置。如交、直流电源过电压保护器、各种信号过电压保护器等，其已设计好参数，根据需要选用即可。许多情况下，设备的抗干扰能力与防过电压能力是统一的。源于抗干扰目的而采用的电缆屏蔽、提高采集回路电压等级等措施对设备防过电压很有益处，而改善接地等措施同样适用于设备的抗干扰。根据对微机设备干扰、过电压成因的综合分析，可在硬件与软件两个方面加以完善： (1)对于硬件设计：可整改厂站端RTU设备的工作电源，将220 V交流供电改为220 V直流供电方式，退出UPS，改为由变电站直流小母线直接向RTU供电。在电源的输入端加装电源切换开关、熔断丝盒和SDY-P 电源滤波装置(其中特别注意合理选择直流回路的熔断丝容量)。而对于新建变电站，远动屏与有关二次屏
论述变电站二次系统的防雷保护
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。 4.2信号线引入雷电 信号线是自动化系统与外界实现通信联系的主要途径，这些与外联系的通信 线路与机房终端设备相接，如果是架空敷设的，遭受雷击的概率比较大。变电站 接入自动化系统的通信线路主要有：载波线、RS232、RS485信号控制线、CAN网电缆连接到后台监控主机、RS422连接到10kV馈线保护测控装置、电话拨号音频与MODEM相连接线，这些通信电缆出线较长，应雷电通过远控系统电缆及信号 电缆侵入，以很高的电压直接加在二次设备上，击毁通信端口或引起设备集成电 路芯片损坏。 4.3GPS馈线引入雷电 站内的时钟同步GPS系统有馈线与设备相连，最容易遭受雷击，雷电流直接 沿馈线输入站内，直接作用于时钟同步GPS系统，会损坏系统内部设备端口。
变电站工程防雷接地的作用及保护探讨
变电站工程防雷接地的作用及保护探讨 摘要：电力系统中，变电站是至关重要的一环。鉴于其地理位置的特殊性和雷电可能带来的影响，在建设过程中，我们必须高度重视雷电过电压问题。在变电站运行期间，内部设备容易受到雷击等因素的影响，从而导致设备损坏或人员伤亡。因此，在建设变电站时，必须采取适当的防雷接地措施。接下来，将分析变电站工程的防雷接地策略，并希望为相关人员提供参考。 关键词：变电站；工程防雷接地；作用及保护 根据数据统计，雷击事故占到了变电站工程建设中全部事故的50%以上。雷电作为一种常见的自然现象，在变电站中产生的破坏性极大，因此对其防护尤为重要。在保护变电站工程时，必须采取合理有效的措施和方法，其中防雷接地是一项重要手段。本研究对变电站工程防雷接地的作用和保护措施进行了分析和探讨，旨在为相关工作人员提供帮助。 1 工程防雷接地对变电站的重要作用 随着我国社会经济的发展，城市用电需求不断增加，为满足需求，变电站规模也逐渐扩大。然而，变电站内设备繁多、占地面积大，易受雷电侵袭，从而损坏电力系统。根据统计数据显示，我国的变电站每年都发生雷击事故，占据了所有事故的50%以上。这些事故对国家和人民的生命财产安全构成了巨大的威胁。而要想避免这一现象发生，就需要通过合理有效的措施对变电站内雷电进行防御和保护。特别是在对雷击进行防护时，防雷接地是极为重要的一个环节。在这一过程中，只有保证防雷接地的质量和效果，才能够避免电力系统受到雷击破坏。特别是在变电站工程建设中，为了保证其正常运行，就必须要采取相应措施来对其进行防护和保护。 2 变电站工程防雷接地的保护
在进行变电站工程的防雷保护时，需对电气设备进行保护并确保良好的防雷 效果。为此，必须实现接地系统的良好接地，并通过接地体连接防雷装置与基础 地网，以形成完善的电气系统。这种方式能够建立一个完整的接地网络系统，从 而在一定程度上减少雷击对变电站的破坏。在此过程中，需要根据实际情况选择 适当的接地方法。要符合规定和标准要求，接地线通常可选择扁钢或圆钢。接地 扁钢时，需确保其符合相关规定；同样，选择圆钢时也需满足相应规定。此外， 还需对变电站设备的金属外壳进行接地处理。只有确保其接地效果良好，才能有 效减轻雷电对其的影响。同时，在变压器和高压配电设备等位置，还需安装避雷 器安装柜等设备，以保护变电站工程。 2.1 接地体 在变电站工程的防雷保护中，接地体是至关重要的。只有确保接地系统完整 和科学，才能确保整个电气系统具备出色的防雷能力。为此，在连接接地体时需 要使用焊接技术，以形成完整的接地网。这一过程可以选择使用扁钢作为水平接 地体，或者选择圆钢作为接地体。在该过程中，须确保接地扁钢的截面积不得低 于48平方毫米，厚度不得低于4毫米；圆钢的直径不得低于8/10毫米。同时， 还要对接地扁钢进行连接和焊接处理，以有效减少雷电对其的不利影响，从而确 保电气系统的安全运行。 2.2 接地装置 变电站工程中，接地装置的主要作用在于实现对接地导体的连接，以减少雷 电流对变电站工程的影响。首先，需根据实际情况确定接地装置的高度和埋设深度。一般而言，根据变电站规模及所处地质条件来确定接地装置的高度。其次， 在此过程中，需将接地体设置在变电站内，并与变电站的基础地网相连接。接地 体较小时，可置于变电站基础地网内；若接地体较大，则可将其配置于变电站内。为确保导电通路畅通，需借助扁钢或圆钢作为接地线。连接接地装置与接地体， 可提升防雷性能。 3 变电站工程防雷接地措施建议 3.1 加强变电站防雷接地的设计
变电站二次设备防雷击过电压措施的探讨
变电站二次设备防雷击过电压措施 一、目的和意义 随着电力调度自动化系统、通讯系统、远方跳闸系统、计算机系统以及其他一些室内电气设备（以下简称二次系统）在电力系统中的广泛应用，它们对于保证系统电网的安全运行、实时监控以及系统的故障分析，具有很重要的意义。二次系统一旦遭受雷电及操作瞬间过电压而损坏，会造成电力调度的中断或瘫痪，使远方跳闸系统误动作，造成大面积停电事故等。以往的防护体系已不能满足安全的要求，应建立包括：防直击雷，防感应雷电波浸入，防雷电电磁感应，防地电位反击以及操作瞬间过电压等多方面的综合防护体系。 二、项目的提出 如何减小雷电对变电站二次系统的危害，分析了雷电如何通过交流配电线、直流配电线、PT、CT等二次线路、RS232等专用通信线等途径进入二次系统，从接地、均压、屏蔽、限幅、分流、隔离等针对各类问题进行深入分析，提出以下解决方案： 1．雷电危害二次设备的途径 雷电入侵室内设备的途径具体到变电站来讲，主要有：交流配电线线路、直流配电线路、PT等二次线路、RS232等协议的网络通信线路、雷电电磁场等。 1.1交流配电线路引入雷击过电压 室外的配电线感应到雷电后，过电压通过配电线一直传到用电设备，在高压入配电室时，变压器前的高压避雷器因其分工不同，其残压还有20kV
左右，对一般电气设备来讲还是太高，因此，雷击过电压可通过变压器传 到低压配电线路，该过电压轻则使设备加速老化，重则直接将设备损坏。 交流配电线路是雷电进入变电站二次设备的主要途径之一。 1.2直流配电线路引入雷击过电压 变电站内的测控、保护等主要设备都是220V（或110V）直流配电，通 信设备是48V直流配电，站内设有直流电源，直流电源线路都是从直流屏 通过电缆层、电缆沟或电缆井等到相关的直流用电屏，部分直流线路还送 到了高压场地，由此看来，直流配电线路也是雷电进入变电站二次设备的 主要途径之一。 1.3 PT、CT等二次线路引入雷击过电压 图2-1 中可看出，电压测量信号是通过电压互感器从高压线路测得的低压信号，按我国现行的标准PT线电压是100V（电流很小，不考虑其值），实际上就是一个降压变压器，从图中可知，PT 线路有两种可能产生雷击过电压：一是高压线路上的雷击过电压，经过电压互感器初级线圈传到次级线圈；二是电压互感器输出线路被感应到雷击过电压。 图 2-2 中可看出，电流测量信号是通过电流互感器从高压线路上测得，按我国现行的标准CT线的电流为1A、5A两种，电流互感器串联在高压线路上，实际上就是一个升压变压器。 CT线路有两种可能产生雷击过电压：
变电站二次系统防雷技术分析
变电站二次系统防雷技术分析 摘要：变电站二次系统是电力系统的重要组成部分，但其耐雷水平低，雷电波侵入易导致二次设备的损坏，严重影响了电力系统的正常运行。本文分析了变电所二次系统防雷保护中存在的问题，对二次系统防止雷电干扰提出改进措施：改变二次系统的接地方式，改善接地网电位分布，完善二次系统的屏蔽及安装电涌保护器等，提高了电力系统供电的可靠性。 关键词：变电站二次系统；雷电波侵入；防雷措施 引言 随着电网规模的不断扩大，变电站的数量不断增多，雷电对弱电设备的危害越发突出,二次设备遭受到雷击,会造成设备损坏、通信中断、系统退出等情况,严重威胁电网的安全运行,本文通过对雷电波入侵途径的分析,结合当今弱电防雷的一些技术和变电站的情况,探讨变电站二次系统防雷措施。 1雷电对变电站主要电磁干扰的途径及方式 变电站分布面广，遭受雷击的概率较大，雷电入侵变电站内的二次设备最后都转变为电涌过电压，电涌过电压是造成二次设备损坏的最直接原因。变电所二次系统地电位干扰是短路电流或雷电流经接地系统流入大地，经二次电缆传到二次系统的电磁干扰。 1.1地电位干扰 （1）雷击独立避雷针引起的反击电压造成的干扰。当雷击避雷针时，雷电流经过独立避雷针的支柱或引流线和接地体流入大地时，在支柱和接地体上会产生很高的冲击电压。在避雷针入地点的冲击电位Uch=IchRch，是与雷电流幅值相关的一个很大值，这将造成变电所地电位的升高，地网电位分布不均，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场，从而引起地电位干扰。 （2）雷电流通过避雷线入地造成的地电位干扰。电力系统中，对于110kV的线路，一般全线架设避雷线，而35～110kV未全线架设避雷线线路的变电所一段进线上必须架设避雷线，限制流经避雷器的雷电流和侵入波的陡度。当有雷电流流经避雷线时，雷电波在传播过程中将在阻抗的不连续点产生折射、反射现象，产生较高的电位差。 （3）避雷器接地线引起的反击过电压造成的干扰。雷击波除了经避雷线、避雷针的接地引下线注入地网外，也可能是当雷击在变电所内或输电线路上时，雷电冲击波将经变电所内母线传导经避雷器流入大地，注入变电所的地网，在地网中传播最终流向大地远方。此时，由于电与磁的耦合，在二次回路导线与地间产生了干扰电压E。 1.2传导雷干扰 传导雷就是远处的电力设备遭受雷电直击，雷电沿电力线路传导过来侵入变电站，然后经过电源进入二次系统；雷电经由低压电源系统对微机保护和综合自动化系统产生干扰，是最常见的干扰型式，产生的危害也较大，往往造成微机保护和综合自动化系统电源模块的损坏。从雷电干扰的途径分析，大都是雷电活动时,雷电波沿线路侵入变电所。 （1）线路来波、雷电过电压较高，避雷器动作。如10kV线路遭受雷击，雷电波沿线路向变电站传播，如果雷电过电压达到一定的幅值，安装在变电站出线上的避雷器动作。如果避雷器与变压器之间的距离l=50m，ν=300m/μs，则变压器高压侧的电压最大值约为46.7kV，所用变压器高压侧绕组电压Ut将会通过所用
变电二次设备的防雷措施
变电二次设备的防雷措施 摘要：近年来，变电二次设备的防雷措施得到了业内的广泛关注，研究其相关 课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了雷电的成因及主要形式，在探讨雷击电压侵入变电站二次设备途径的基础上，结合相关实践经验，分 别从多个角度与方面提出了变电站二次设备防雷保护措施，阐述了个人对此的几 点看法与认识，望有助于相关工作的实践。 关键词：变电；二次设备；防雷；措施 1前言 作为变电二次设备在实际应用中的一项重要方面，对其防雷措施的探讨占据 着极为关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对变电二次设备防雷问题 的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化二次设备在实际 应用中的最终整体效果。 2概述 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。电力系统变电二次设备对于整个电网的运行起着极其 重要的作用。为此，需要在变电站采取有效的、可行的防雷措施，保护站内的相 关二次设备，从而保障整个电力系统的正常运行。目前一些防雷技术还不是很成熟，需要进一步的研究，从而逐步完善防雷技术和保障变电二次设备的正常运转。 电子设备讯号或数据的传输与存储系统会在瞬间过电压的情况下出现信号受 到严重干重或者丢失的现象，使电子设备系统内部正常运转工作指令受到错误更改，不仅降低了电子设备的使用年限，严重的甚至会将设备中的元部件因为电压 瞬间增减而烧毁，给生产生活的正常开展带来极大不便。 3雷电的成因及主要形式 根据大量科学测试可知，地球上空存在一个带正电的电离层，与大地之间形 成一个已充电的电容器，场强为上正下负。当地面含水蒸汽的空气受到地面烘烤 受热上升，或者温暖潮湿的空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。上 升气流温度逐渐下降形成水成物(雨滴、冰雹)，并由于地球静电场的作用而被极化，负电荷在上，正电荷在下，它们受重力作用落下与云粒子发生碰撞，其结果 是云粒子带走了水成物前端的部分正电荷，从而使水成物带上负电。持续碰撞的 结果使带正电的云粒子在云的上部，而带负电荷的水成物在云的下部。 当电场强度达到足够高(25～30kV/cm)时将引起雷云间的强烈放电，或是雷云 中的内部放电，或是雷云对地放电，即所谓的雷电。雷电按其作用形式主要分为 直击雷和感应雷。直击雷所造成的危害很直观，一般会引起火灾、燃烧等。主要 靠加装避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等来防护。感应雷没有直击雷那么猛烈，但它发生的几率比直击雷高得多。不论是雷云间闪击或雷云对地闪击，都有可能 发生感应雷而形成电磁场，当磁场强度到达一定水平将会对电气设备的集成电路 造成暂时的、甚至永久性的损坏，影响电子设备的稳定性，令通讯设备的传输信 号失真等。因此对于自动控制系统而言，更应该关注如何有效防止感应雷，避免(减少)感应雷引起的损害。 4雷击电压侵入变电站二次设备的途径 4.1通过直流配电线路侵入 一般变电站的站内都设有直流电源，无论是监控、保护，还是通信设备的用
变电站二次系统防雷及防护措施
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。在 变电站二次系统中设备的电源线位置，也要安装SPD等设备，这样可以实现雷电 的泄流。但是，通过大量的试验发现，目前各大变电站所使用的避雷针等避雷设 施已经不能够对雷电进行有效地防护，即便是在安装了避雷设施的情况下，变电 站二次系统中的设备还是会在不同程度上受到过电压的影响。同时，由于我国到 目前为止并没有出台强制措施，因此一半以上的变电站为了节省成本，并没有安 装针对各种电源以及电线的保护装置，智能化的雷电检测系统也没有普及，因此，总体上来说，大多数变电站二次系统依然会受到较大的雷电威胁。 3变电站二次系统防雷措施 3．1变电站中10kV/400V站用变压器的安全隐患 10kV/400V站用变压器一般用来连接变电站中的一次系统和二次系统，且位 于最后一级的位置，大多数情况下，站用变压器受到雷电损害的可能性较小，因此，大多数变电站都没有重视对站用变压器的雷电防护工作。实际上，如果变电
变电站二次系统防雷技术分析
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。 2 信号线引入雷电 由雷电引起信号线两端设备之间电位差直接作用于相对脆弱的信号接口，会损坏二次系统及与其通信的设备的端口，严重进会损坏整个功能板。由于大部分信号线径一般较为细小，基本上不足以承受直击雷产生的过电流，因此大部分信号线引起的瞬态过电压一般是通过雷电感应形成。信号部分最为常见的雷害包括自动化设备与后台机或调度系统的网络端口、继保设备与调度设备的485通信接口、自动化系统中模拟或数字通道信号端口、远程监控系统中视频信号端口等，在笔者对多个站点的查勘中，前面所述的几个部分都是比较最常见受雷击的部
110kV变电站的防雷保护措施探讨
110kV变电站的防雷保护措施探讨 随着现代化的发展，电力系统的建设和扩建越来越重要。在电力系统中，变电站作为电力供应的中心环节，它的防雷保护措施对电力系统的正常运行和稳定的供电有着至关重要的作用。本文将探讨110kV变电站的防雷保护措施。 1.1.1 防雷针的应用 110kV变电站一般采用三极针型防雷器，三极针的长度一般为1米左右。在安装防雷针时，需要严格按照规范进行操作，通常会根据场地的具体情况，在变电站中心或者主要的设备上方设置针式防雷器。 1.1.2 接地系统的建设 在防雷保护措施中，接地系统的建设也是非常重要的。接地系统可以把变电站和地面之间的电势差减小到很小的程度，防止雷击产生的电荷引起电子器件损坏。 110kV变电站的接地系统需要满足以下要求：在变电站内设置接地网，保证接地电阻不大于1Ω。在变电站外围设置闪电接地网，保证建筑物及其它设备的接地电阻均小于10Ω。 1.1.3 避雷器的设置 在110kV变电站中，避雷器的设置一般采用母线避雷器和设备避雷器两种类型。母线避雷器主要用于防止太阳能电池组等高电位设备的电压反击，设备避雷器则用于保护变压器、电缆和断路器等设备。 1.1.4 计算防雷等级 在进行110kV变电站的防雷保护措施时，还需要进行防雷等级的计算。防雷等级是针对雷电环境下设备的防护能力进行评估的。 110kV变电站的防雷等级计算需要考虑地电场强度、雷电电流波、防雷针高度以及设备的绝缘水平等多个因素。根据这些因素，可以确定变电站的防雷等级，从而确定相应的防雷保护措施。 2.1 加强规范建设 在建设110kV变电站时，需要制定详细的防雷规范，并进行规范的实施，加强对防雷保护措施的监管力度。特别是在变电站的改造、扩建等工程中，应加强对防雷保护措施的检查，确保防雷设施的完善和有效性。
变电站二次系统防雷介绍
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
浅谈35KV变电站电气设备选择与防雷保护
浅谈35KV变电站电气设备选择与防雷保 护 [摘要]本文依据某高原铁路施工电力需求，作出了户外35kV变电站的设计。通过施工 环境及用电容量分析，对隔离开关、电流互感器、一次侧母体导线等主要高压电气元器件进 行了选择与计算，此外还进行了防雷保护的设计和计算，以提高整个35KV变电站的安全性。 [关键词]变电站电气设备选择隔离开关电流互感器导线防雷保护 1 引言 本课题是某35KV变电站的电气设备选择及防雷保护，通过对变电站相关高压电气设备 计算、设备配置及选型及防雷保护分析，确保整个变电站的安全稳定运行，杜绝因电气设备 故障影响现场施工生产。 2 工程简述 我公司参见的某高原铁路受现场条件制约，需 单独建立35KV变电站供项目施工及生活用电。隧 道洞外施工用电采用35KV/0.4KV变压方式直接供 电，洞内施工采用经35KV/10KV降压后，以10KV 高压进洞再降压为0.4KV供电方案。经计算，某隧 道进口合计用电需求3600KVA，设置2台35/0.4kV 1000kVA油浸式变压器；设置1座35/10kV 1600kVA变电站（设两进两出10kV环网柜），为高 压进洞提供10kV电源。 3高压电气设备选择 3.1电气设备和载流导体选择的一般条件 （1）额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高 运行电压U N≥U N s
（2）额定电流：所选电气设备的额定电流I N，或载流导体的长期允许电流Iy，不得低 于装设回路的最大持续工作电流Imax 。计算回路的最大持续工作电流I max 时，应考虑回 路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。 （3）热稳定校验：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，I t2t> Q k，校验电气设备及电缆热稳定时，短路持续时间一般采 用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。 （4）动稳定校验：I es＞I sh，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定； 电缆不校验动稳定； 3.2隔离开关的选择 35kV侧进线侧隔离开关、变压器侧隔离开关和母线隔离开关的选择： 最大的持续工作电流为：I max=S N/（√3*U N）=3600/（√3*35）=59.4A； 额定电压选择：U N≥U NS=35KV； 额定电流选择:I N≥I max=59.4A； 选用型号为GW4-35/1250型户外式隔离开关，其技术参数如下。 表1GW4-35/1250型隔离开关的技术参数 热稳定校验，即校验I t2t≥Q k=31.52*4=3969＞Q k=6.89[(kA)2*S]，故满足热稳定要求。 动稳定校验：I es=80kA＞I sh=11.934kA，满足动稳定要求。 表2数据对比表