随着变电站综合自动化系统的广泛使用,变电所弱电系统(二次系统及其低压电源)的防雷受到了越来越多的关注。因为当雷电过电压或干扰达到一定程度时,就可能引起这些弱电设备误动作或导致元件甚至设备的永久性损坏,严重影响弱电系统的安全运行。雷电过电压防护的重要措施之一是安装电涌保护器。电涌保护器配置时应根据被保护系统的具体要求,充分考虑各种保护元件的性能差异、适用范围,择优选取,进行合理地配置。由于目前还没有颁布针对变电所弱电系统电涌保护的标准,已有国际、国内应用的有关电涌保护的标准有许多不一致,对其中一些重要问题如保护距离、级间配合、后备过电流保护等问题还没有明确的规定,电涌保护器的配置存在一定的随意性。本文考虑以上各种因素,以电涌保护器的合理配置为研究目的,以求找到一些规律及原则。本文首先对变电所的主要电磁骚扰作了概述,分析了雷电浪涌入侵变电所弱电系统的途径,提出了电涌保护器配置中存在的问题,然后通过试验和仿真计算分析了电涌保护器有效保护距离影响因素和电涌保护器的级间配合。研究发现:电缆末端空载(被保护设备输入阻抗无穷大)时,电涌保护器的有效保护距离最短;被保护设备的输入阻抗、被保护设备的耐雷水平、连接被保护设备和电涌保护器的电缆参数等有关因素都会影响电涌保护器的有效保护距离;全部都由MOV(金属氧化物阀片)构成的多级电涌保护器,一般情况下,前后级保护水平相同的方案可以满足级间配合要求;前高后低配合方案,即使级间距离很大,通过电流也可能出现倒置;第一级采用组合式电涌保护器(带有放电间隙),有利于实现级间配合,但间隙放电的分散性会影响配合效果。本文还对变电所所用电接线对电涌保护器配置的影响作了研究,发现只要在变电所所用电每段母线上装设合适的电涌保护器,那么在所用电母线上引出的所用电线路首端不需再装设电涌保护器;当所用电出线条数较多,且所用电母线装设了电涌保护器时,那么不是很远的设备端可考虑不装或少装电涌保护器。本文还提出了一种电涌保护器优化布置的新方法,首次将模糊理论运用于弱电系统电涌保护器优化配置中。以被保护设备故障率作为综合考虑电涌保护器保护水平和保护效果的指标,通过不断修正电涌保护器与被保护设备的电气距离以使被保护设备的故障率达到允许值,从而实现电涌保护器的最佳配置。