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變電二次設備的防雷措施

2021-04-13 16:35:59

以下內容來源: 《中國電業》2021年01期,信息轉載,僅供參考!

摘要:作為整個電力傳輸的樞紐,變電站的重要性不言而喻,由于需要進行電壓的變化,變電站很容易受到雷擊的威脅,一旦遭受破壞就會影響其功能,進而影響整個電力傳輸的穩定性。特別是二次設備相較于一次設備更容易受到雷擊的危害,二次設備的雷擊防護影響著整個變電站的運行穩定性,二次設備的防雷措施研究也是變電站建設中的重要問題。



變電站是電力傳輸的重要設備,由于自身電壓較高,很容易受到雷擊的威脅,而二次設備的功能以及結構導致其非常容易受到雷擊危害導致結構以及功能受到破壞。本文先是簡單介紹了變電站二次設備特征,接下來分析了二次設備雷擊帶來的危害,最后簡單闡述了二次設備防雷的一些措施。


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   變電站二次設備特征


變電站中的二次設備也是變電站的重要組成,雖然不參與變電工作,但是起到對變電站檢測、測量以及保護的作用,對于變電功能組件的控制與保護是非常重要的。在變電站中二次設備的運行電壓較低,在工作中通過感應電壓與一次設備進行連接起到監控的作用,這樣的特性就決定著二次設備對于電壓的變化非常敏感,對于電壓電流的在和有著更為嚴格的要求,在同等程度的雷擊情況下二次設備會受到比變電站主體設備更為嚴重的破壞,所以必要的防雷措施是非常重要的。特別是二次設備與一次設備之間是關聯的,而且對于一次設備的保護也增加了二次設備防雷的難度,進一步地提升了施工的需求。


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   二次設備防雷措施研究


變電站二次設備挺容易受到雷擊傷害主要有兩個原因,首先是自身組件的原因,其次就是功能的原因,所以在防雷措施也可以分成以下方面:

2.1一次設備防護

二次設備容易受到雷擊危害,不僅由于其本身的機構復雜組件易損,也是由于一次設備在遭受雷擊形成的負荷會通過傳感器導入到二次設備,損壞傳感器以及二次設備的元件。所以對此就需要進行防雷構建,可以將一次設備主體設備接地增加不良載荷的導入性,在發生雷擊時減少對于二次設備的影響。

2.2二次設備防護

二次設備本身功能全面結構更為復雜,受到雷電沖擊時復雜的結構以及較為靈敏的組件很容易被損壞,這就需要對二次設備進行保護。首先就需要完善二次設備的防雷設計,結合變電站所處的環境以及運行的情況,科學的設計雷擊防護方案,全面進行雷擊防護;其次二次設備的選擇上,安全運行才是變電站的第 一目標,在變電站的建設時就需要選擇技術成熟的二次設備,同時匹配完善的防雷措施。二次設備的雷電防護必須要考慮到設備運行參數,要保證受到雷擊時交流電源浪涌保護器的殘壓必須低于700V;最后是二次設備的保護要完善,建立全保護模式,對二次設備的各個部件進行全面的保護,建立健全的防雷保護措施,盡可能地減少雷擊給變電站造成的傷害,保證變電站工作的安全性,二次設備運行的穩定性。

2.3多級引流防護

為了將雷電沖擊電流更快地引入地下,可以在變電站二次設備易受電擊的部分各級安裝SPD裝置。該裝置是一種快速的自動開關,如果遭受到雷擊,SPD就會傳輸電壓信號,隨即開關自動閉合,然后電流就會通過SPD的接地線傳輸到地下。通過SPD可以有效縮短電流的傳播途徑,并將雷擊的電流波動控制在變電器二次設備能夠承受的范圍內,從而防止雷擊,保證設備穩定安全地運行。

2.4屏蔽

通常情況下,運用屏蔽的技術手段雖然不能起到完全屏蔽雷電的作用,但是能夠起到抗高頻干擾的效果。現實應用中,具有屏蔽作用的屏蔽線或穿金屬管一般用在低壓控制、電力電纜、通信和信號線路中。對于變電站的二次設備室內控制區可以采用建筑物鋼筋網等金屬材料將控制區被屏蔽網罩住,從而能夠有效阻擋外來的雷電波形成的過電壓。

2.5接地

在實際操作中接地和等電位是聯合進行的,接地系統主要由接地線構成,將線路連接在接地系統中可以有效保護二次設備和人身的安全,防止雷電產生的電磁波的干擾。


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   變電站二次設備防雷方案


3.1交流站用電屏

交流站是變電站中的交流電唯 一的總輸入和輸出設備,對于交流站的安全防護極為重要,需要分為兩級防護。第 一級防護是針對交流站用電系統中電源進線進行的,即,將SPD設備安裝在交流站用電屏輸入電源的進線端,主要作用是將雷電產生的沖擊電流最短時間輸出進入地下;第二級防護是針對交流站用電系統中電源出線進行的,即,將SPD設備安裝在交流站用電屏輸出電源的母線上,主要作用是對于第 一級SPD沒有輸出的殘留的電流再次輸出到地下。

3.2直流站用電屏

進行過上述兩級防護外,為了避免殘余的剩余電流對直流站用電屏的損壞,在直流站用電屏上施加第三級防護,即,將SPD設備串聯安裝在直流輸出母線上。主要作用是防止二次設備的室內電源線路遭受過電壓,并將第二級SPD沒有輸出的殘留的電流再次輸出到地下。

3.3逆變電源屏

為了順應變電站二次設備的后臺監控系統等的需要,交流電必須轉換成直流電,因此,為了避免殘余的剩余電流對逆變電源屏的損壞,需要在逆變電源屏上施加第四級防護,即,將SPD設備安裝在逆變電源屏上。主要作用是將第三級SPD沒有輸出的殘留的電流再次輸出到地下。

3.4信號用電屏

在變電站內連接各二次設備的通信線易受雷擊電流損壞的端口處安裝SPD。對于后臺系統中的信號用屏保護則要針對后臺的網線將SPD安裝在后臺機一側。

3.5等電位

為了使變電站形成一個等電位體網絡,需要簡化屏柜用截面積大于0.25平方厘米的導線相串聯,再連接接地網。


結語

變電站的二次設備相對來說更加脆弱,對于雷擊的防護要求也更高,對此就需要分析整個變電站運行的環境以及整體參數,選擇最合適的雷擊防護方案,確定防雷重點,對變電站全面進行雷擊防護,盡可能地保證二次設備運行的穩定性,保證整個電力傳輸的可靠性。


參考文獻

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