社保电子知识分享：变电站微机装置防雷保护

发布时间:2018-11-12 15:12 　 浏览次数：

对于电源部分，难以用单一级的避雷装置一步到位地解决问题。而应该采用多级防护的手段，逐步把雷电压降低到允许的范围之内。对于
微机化变电站，所用变低压侧装设金属氧化物避雷器是必不可少的。

1 问题的提出

化客头变电站位于华北山区地带，雷雨季节比较集中，大风雷害比较严重。该站始建于80年代，由于原来是按常规站设计，标准比较低。近年引进一些微机装置后，雷害现象时有发生。比较严重的是一次由于雷电波通过通信电缆入侵，致使远动柜的电源插件、RTU信号插件、UPS和后台监控微机都受到了不同程度的损坏。

2 原因分析

1）雷电波的侵入过程：

雷电波通常是通过变电站临近的10 kV线路侵入10 kV母线，再经过10 kV所用变高、低绕组间的静电和电磁藕合，闯入低压出线。途中经过了10 kV线路阀式避雷器、母线阀式避雷器和所用变阀式避雷器3级削峰，再经过所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，且阀式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，但作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式，通过所用变压器的低压出线，加到变电站内所有的200 V交流回路中。

2）微机设备遭受雷害的原因：

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。

再加上常规电磁式保护装置的元件多为单元件的电电容和电感线圈等，耐热容量大，对尖峰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。但由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uA级的微机装置来说，就不一定能经受的住。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。

3）远动载波系统受雷害特别严重的原因：

首先是电源方面：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。

其次是信号端方面：该站有两路RTU出线比较长，且没有采用屏蔽电缆，厂所端也没有装设任何防雷设备，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。

3 采取措施

1）把上述两条RTU电缆换成屏蔽电缆，屏蔽层两端接地。

2）在RTU端加装压敏电阻和防雷模块两极防雷保护，并在RTU微机电源处加装带保险的金属氧化物低压防雷装置。

3）将原来的不带防雷功能的后备式UPS换成带防雷功能的智能在线式UPS。

4）在中控载波室的低压电源处加装带保险的金属氧化物低压防雷装置。

5）在所有变压器低压出线端加装普通陶瓷氧化物低压避

雷器。

6）把全站（包括10Kvmu2线）的10 kV阀式避雷器全部更换为高质量的金属氧化物低压避雷器。

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