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地凯防雷:你知道吗?自动化变电站系统的避雷研究

一、变电站主控室避雷现状

①接闪器:整个变电站四个角设有四枝避雷针,主控室的楼体为钢筋混凝土结构,装有避雷带、避雷网做接闪器,符合GB50057-94建筑物避雷设计规范中的要求。

②引下线:变电站主控室采用楼体的主体钢筋作为引下线,符合符合GB50057-94建筑物避雷设计规范中的要求。

③接地网:变电站主控室的的接地阻值在0.3左右,符合GB50057-94建筑物避雷设计规范中的要求。

1.感应雷防护现状
我们从这几方面对某变进行了详细的勘测,参照相关标准,弱电系统均无防感应雷措施,具体分析如下:

①配电系统:电力线是雷电进入电子设备的主要途径,变电站站内用电进入主控室和载波机房的配电系统必须采取安全、可靠的避雷保护措施,在九江妙智变电站站内总交流配电屏、直流总馈电柜、站内后台机的UPS配电都没有安装电源浪涌保护器,只有在通信机房内的—48V直流电源前厂家配了直流48V的保护器。

②通信系统:通信信号线是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的终端设备相接,如果是架空敷设的,刚遭受雷击的概率非常大。变电站主控室的通信系统主要有:载波线、GPS天馈线、RS485信号控制线、RS232信号控制线、CAN网电缆连接到10KV馈线测控、RS422连接到后台监控主机电缆、电话拨号音频与MODEM相连接线,以上的连接电缆会受其它线路相互感应的影响,较易感应到电流,感应雷电的几率较大,没有安全、有效的避雷保护措施。

③交流采样、开关量回路:TV和TA二次线从户外高电压场引入到主控室的各种二次设备,没有避雷保护措施,极易从一次系统感应雷击。还有开关场的开关量经直流220V或48V引入到保护装置和监控后台机,提供开关,刀闸等开关量给保护装置和监控及五防使用,该引线较就易感应到雷电流,感应雷电的几率较大,无有效的避雷保护措施。

④地电位反击:妙智变电站主建筑采用共地方式,不存在地与地之间的反击而损坏弱电设备。

二、变电站二次系统的具体避雷措施

1. 配电线路部分:
  一个完善的变电站配电线路防护方案应从总交流配电、直流配电、重要设备配电等全面考虑。
对交流电源实行三级避雷保护,第一级安装在站用变400V进线柜母线侧,即在变电器的低压侧加装间隙型浪涌保护器,泄放大部分入侵变电站的雷电流。

第二级站内总交流配电屏(13P和15P)内的380V线路分别安装一台三相电源避雷器,防止雷击过电压从交流配电线进入中控室二次设备。

第三级分直流和交流避雷。直流第三级避雷安装在站内装置柜内,如各类保护柜、测控柜、故障录波装置、安稳及其它自动装置、通信直流电源柜等;交流第三级避雷安装在站内装置柜内交流电源上,如UPS电源上。

2. 信号线路

①载波线避雷:在载波到通信柜柜前安装双绞线信号浪涌保护器,防止载波线路在高压场地感应雷电进入机房,对设备构成危害。

②通信线避雷:在通信线进入设备前串接信号浪涌保护器,抑制沿线路传导的过电压对设备造成的危害,可满足ADSL,ISDN,DDN帧中继,模拟电话线等多种通信线路的避雷保护。

③天馈线避雷:对拥有带BNC或N接头的连接收发器GPS时钟系统,在同轴进入同步装置前串接高频馈线避雷器,防止天馈线从户外引入雷击过电压进入设备,对设备构成危害。

④设备间通信线路避雷:变电站二次设备间通信主要采用RS485、RS232 RS422,CAN等方式。主要是通过感应雷击产生的过电压,击毁通信端口或引起设备集成电路芯片损坏。在通信口的两端口分别安装相应的信号避雷器

⑤TV二次回路避雷:变电站TV二次电压进入保护装置一般都采取了一定的避雷措施,如电抗器隔离、光耦隔离等。

3.接地、屏蔽系统

规范变电站设备的接地、屏蔽工作,是提高二次设备避雷水平的最直接、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采用共地系统,接入变电站主接地网。

②主控室接地网将各盘柜内地线通过接地铜排首尾相连形成环网,接地铜排截面积不小于100M㎡.

③需要接到各接地网的二次设备主要有:自动化设备机箱、保护、测控装置机箱,自动化系统、保护、测控装置的隔离变压器(如采样系统用的测量TA和TV,直流逆变电源隔离变等)屏蔽层,二次电缆屏蔽层、铠装层(采用两端接地方式),后台监控计算机机箱、UPS电源机箱。二次设备盘柜(如保护屏、测控屏)、端子箱应直接接地。线路TA和CVT二次回路采用就近接地,母线TA,CVT二次回路采用主控室接地,与母线TA和CVT二次回路有电联系的所有TA和CVT二次回路应共同一点在主控室接地。

三、总结
  本文针对变电站的现状结合国家避雷法规、工程实际经验,结合当今弱电避雷的技术,探讨变电站的避雷措施,突出现代避雷设备在综合自动化系统避雷上的应用,提高了综合自动化系统设备的避雷水平,为保护变电站弱电设备增加一道强有力的保障。

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