论文部分内容阅读
摘要：变电站二次系统接地是保证变电站及电力供应安全、稳定的基础，对于保护变电设备的安全十分重要。本文根据笔者多年的工作实践，本文对变电站二次系统防雷的现状、雷电对二次设备的影响及变电站二次设备接地保护措施进行了分析和探讨。
关键词：变电站；二次接地；分析
近年来，随着社会经济的发展，对电力稳定供应尤其是变电站提出了更高的要求，电力系统历经多次升级改造，电压越来越高，自动化运行水平也明显提升。与此同时，变电站二次系统受雷电危害的影响也愈发严重。一些变电站由于接地设计不合理，在面临雷击灾害时，极易出现系统损坏、供电中断的状况，对电力系统的稳定运行及人们的生产生活造成了很大的影响。
1.变电站二次系统防雷现状
目前，我国变电系统二次系统没有统一的防雷标准，部分地区和企业通过试验，制定了各自的企业标准，但是并没有一个全国性的、系统的体系和规范，电力企业更多考虑的输电线路及变电站一次设备的防雷，而忽视了二次设备的防雷保护。随着电力系统二次设备自动化水平提高，设备更新升级，反而降低了设备抗压和抗雷性能，因此如何对变电二次系统进行更为科学合理的防雷设计，从而保证电力供应的稳定，是电力部门必须面对的课题。
2雷电对二次设备的影响分析
对于变电站来说，二次设备和一次设备的防雷接地同样重要，二次设备的安全稳定是保证一次设备安全运行的基础。目前国内大部分变电站已经不同程度地实现了自动化，二次设备通过电流互感器、电压互感器等连接到一次设备及电网，因此，雷电对设备的影响面广，不管是变电站还是输电线路落雷，雷电都会迅速入侵变电站二次系统，造成设备瘫痪。
雷电波对变电站二次系统的影响途径主要体现在如下方面：
（1）避雷针落雷时，接地系统雷电波通过地线传到电缆沟其他电缆，同时，接地系统电压迅速升高，甚至高于电缆的电压，雷电波会通过接地设备反冲到其他线缆中，在绝缘薄弱的地方发生短路。
（2）出现雷雨天气时，雷云通过静电传到电缆而损坏设备。
（3）通信设备落雷，对设备造成损坏。
（4）输电线路落雷，并通过电流互感器等传到二次设备。
（5）二次设备电源直接落雷造成损坏。
3变电站二次设备接地保护措施
3.1防护要求
（1）变电站二次设备防雷首先要对被保护的设备以及防护级别进行确定和划分，分从屏蔽、绝缘、平压、限幅等方面进行综合设计，统筹规划。
（2）在对变电站二次系统进行雷电过电压防护时，要合理设置每个区域的电涌保护器，保护水平要低于该被保护设备的绝缘水平，这样才能实现逐级保护。对于变电站二次设备的防雷保护区的划分，可以参考GB50343-2004，要遵循相关的规范和要求，降低雷电电磁脉冲（试验波形8/20μs）和直击雷（试验波形10/350μs）对二次设备损害的几率。
（3）在选用变电站信号设备电涌保护器时，最好使用具有限压性能的组合型电涌保护器。
（4）对于变电站二次设备的防雷，必须提高设备和系统本身的抗雷防雷电磁干扰，不能过于依赖电涌保护器。
3.2二次系统防雷的具体措施
3.2.1信号系统
（1）在时间同步系统主时钟的天线接口处应安装最大放电电流不小于15kA（8/20μs）的相应信号SPD。（2）控制室远动屏至通信屏的语音线或RS232等信号线，应在远动屏侧安装标称放电电流不小于2kA（8/20μs）的相应信号SPD。（3）变电站计算机监控系统与其他系统的通信线（如RS232、RS485等）应在两端安装标称放电电流不小于2kA（8/20μs）的相应信号SPD。（4）从高压场地到控制室的通信线路（如RS232、RS485、CAN总线等）应在控制室相应屏柜处安装标称放电电流不小于5kA（8/20μs）的信号SPD。（5）SPD正常或故障时，应有能正确表示其状态的标志或指示灯，且宜具备远程集中监测或集中告警的接点。
3.2.2电源系统防雷
（1）站用变站用变低压侧至交流配电屏的相线，应安装电流≥30KA的开关型电涌保护器和电流≥20kA限压型电涌保护器组合的交流电源保护器。（2）在直流母线上可以安裝正负极对地保护模式的直流电源保护器，电流≥20kA（8/20μs）。（3）直流馈线柜至35kV、10kV高压室的直流馈线的两端安装放电电流≥10kA的直流电源保护器。（4）主要的交流设备电源输入柜交流电源进线安装电流≥20kA的限压型电涌保护器。（5）户外二次交流电源箱及主变调压交流电源进线配置标称放电电流≥20kA的限压型SPD。
3.3电涌保护器安装
（1）电源保护器（SPD）要配置在被保护对象电源线路的上端，各接线端要与电源线的同名端相线连接。接地端先连接到接地端子排，然后连接到所处防雷保护区的等电位接地端子排。各级SPD连接线不能弯曲，接地导线长度小于0.5m。（2）电涌保护器和接线柱之间使用线鼻子进行连接；带有接线端子的电源电涌保护器应采用压接。（3）电涌保护器的连接导线最小截面应按表1选择。
（4）电源电涌保护器要使用串联相配的联动空气开关，空气开关的额定电流可以根据所连接的电涌保护器标称电流确定。（5）信号电涌保护器SPD应连接在被保护设备的信号端口上。信号电涌保护器SPD输出端与被保护设备的输入端口相连。信号电涌保护器SPD宜安装在屏柜内，固定在设备机架上或附近支撑物上。（6）天馈线信号电涌保护器SPD应串接于天馈线与被保护设备之间，宜安装在设备屏柜附近，也可以直接连接在设备馈线接口上。
4结语
近年来，随着电力系统的不断升级改造，电力部门加强了变电站二次系统的防雷措施，防雷体系逐步的规范化、标准化，防雷标准不断提升，但是，由于受制于目前的技术水平和设备性能，没有实现对变电站二次系统防雷的完全防护，只能最大程度的减少雷电对其造成的危害，所以，为了保证电力供应更加稳定，必须进一步提高防雷技术，晚上防雷的标准体系。
参考文献
[1]王宪磊.变电站二次设备防雷保护探讨[J].大众科技，2012（3）.
[2]广西电网公司标准化委员会.广西电网公司二次系统防雷技术规范[S].广西，2007.
[3]邓勇根，陈瑾涵，刘志雄等.浅谈110kV及以下变电站二次接地设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（36）.
[4]王霞.110kV及以下变电站二次接地设计[J].硅谷，2012，（22）：71-71，75
关键词：变电站；二次接地；分析
近年来，随着社会经济的发展，对电力稳定供应尤其是变电站提出了更高的要求，电力系统历经多次升级改造，电压越来越高，自动化运行水平也明显提升。与此同时，变电站二次系统受雷电危害的影响也愈发严重。一些变电站由于接地设计不合理，在面临雷击灾害时，极易出现系统损坏、供电中断的状况，对电力系统的稳定运行及人们的生产生活造成了很大的影响。
1.变电站二次系统防雷现状
目前，我国变电系统二次系统没有统一的防雷标准，部分地区和企业通过试验，制定了各自的企业标准，但是并没有一个全国性的、系统的体系和规范，电力企业更多考虑的输电线路及变电站一次设备的防雷，而忽视了二次设备的防雷保护。随着电力系统二次设备自动化水平提高，设备更新升级，反而降低了设备抗压和抗雷性能，因此如何对变电二次系统进行更为科学合理的防雷设计，从而保证电力供应的稳定，是电力部门必须面对的课题。
2雷电对二次设备的影响分析
对于变电站来说，二次设备和一次设备的防雷接地同样重要，二次设备的安全稳定是保证一次设备安全运行的基础。目前国内大部分变电站已经不同程度地实现了自动化，二次设备通过电流互感器、电压互感器等连接到一次设备及电网，因此，雷电对设备的影响面广，不管是变电站还是输电线路落雷，雷电都会迅速入侵变电站二次系统，造成设备瘫痪。
雷电波对变电站二次系统的影响途径主要体现在如下方面：
（1）避雷针落雷时，接地系统雷电波通过地线传到电缆沟其他电缆，同时，接地系统电压迅速升高，甚至高于电缆的电压，雷电波会通过接地设备反冲到其他线缆中，在绝缘薄弱的地方发生短路。
（2）出现雷雨天气时，雷云通过静电传到电缆而损坏设备。
（3）通信设备落雷，对设备造成损坏。
（4）输电线路落雷，并通过电流互感器等传到二次设备。
（5）二次设备电源直接落雷造成损坏。
3变电站二次设备接地保护措施
3.1防护要求
（1）变电站二次设备防雷首先要对被保护的设备以及防护级别进行确定和划分，分从屏蔽、绝缘、平压、限幅等方面进行综合设计，统筹规划。
（2）在对变电站二次系统进行雷电过电压防护时，要合理设置每个区域的电涌保护器，保护水平要低于该被保护设备的绝缘水平，这样才能实现逐级保护。对于变电站二次设备的防雷保护区的划分，可以参考GB50343-2004，要遵循相关的规范和要求，降低雷电电磁脉冲（试验波形8/20μs）和直击雷（试验波形10/350μs）对二次设备损害的几率。
（3）在选用变电站信号设备电涌保护器时，最好使用具有限压性能的组合型电涌保护器。
（4）对于变电站二次设备的防雷，必须提高设备和系统本身的抗雷防雷电磁干扰，不能过于依赖电涌保护器。
3.2二次系统防雷的具体措施
3.2.1信号系统
（1）在时间同步系统主时钟的天线接口处应安装最大放电电流不小于15kA（8/20μs）的相应信号SPD。（2）控制室远动屏至通信屏的语音线或RS232等信号线，应在远动屏侧安装标称放电电流不小于2kA（8/20μs）的相应信号SPD。（3）变电站计算机监控系统与其他系统的通信线（如RS232、RS485等）应在两端安装标称放电电流不小于2kA（8/20μs）的相应信号SPD。（4）从高压场地到控制室的通信线路（如RS232、RS485、CAN总线等）应在控制室相应屏柜处安装标称放电电流不小于5kA（8/20μs）的信号SPD。（5）SPD正常或故障时，应有能正确表示其状态的标志或指示灯，且宜具备远程集中监测或集中告警的接点。
3.2.2电源系统防雷
（1）站用变站用变低压侧至交流配电屏的相线，应安装电流≥30KA的开关型电涌保护器和电流≥20kA限压型电涌保护器组合的交流电源保护器。（2）在直流母线上可以安裝正负极对地保护模式的直流电源保护器，电流≥20kA（8/20μs）。（3）直流馈线柜至35kV、10kV高压室的直流馈线的两端安装放电电流≥10kA的直流电源保护器。（4）主要的交流设备电源输入柜交流电源进线安装电流≥20kA的限压型电涌保护器。（5）户外二次交流电源箱及主变调压交流电源进线配置标称放电电流≥20kA的限压型SPD。
3.3电涌保护器安装
（1）电源保护器（SPD）要配置在被保护对象电源线路的上端，各接线端要与电源线的同名端相线连接。接地端先连接到接地端子排，然后连接到所处防雷保护区的等电位接地端子排。各级SPD连接线不能弯曲，接地导线长度小于0.5m。（2）电涌保护器和接线柱之间使用线鼻子进行连接；带有接线端子的电源电涌保护器应采用压接。（3）电涌保护器的连接导线最小截面应按表1选择。
（4）电源电涌保护器要使用串联相配的联动空气开关，空气开关的额定电流可以根据所连接的电涌保护器标称电流确定。（5）信号电涌保护器SPD应连接在被保护设备的信号端口上。信号电涌保护器SPD输出端与被保护设备的输入端口相连。信号电涌保护器SPD宜安装在屏柜内，固定在设备机架上或附近支撑物上。（6）天馈线信号电涌保护器SPD应串接于天馈线与被保护设备之间，宜安装在设备屏柜附近，也可以直接连接在设备馈线接口上。
4结语
近年来，随着电力系统的不断升级改造，电力部门加强了变电站二次系统的防雷措施，防雷体系逐步的规范化、标准化，防雷标准不断提升，但是，由于受制于目前的技术水平和设备性能，没有实现对变电站二次系统防雷的完全防护，只能最大程度的减少雷电对其造成的危害，所以，为了保证电力供应更加稳定，必须进一步提高防雷技术，晚上防雷的标准体系。
参考文献
[1]王宪磊.变电站二次设备防雷保护探讨[J].大众科技，2012（3）.
[2]广西电网公司标准化委员会.广西电网公司二次系统防雷技术规范[S].广西，2007.
[3]邓勇根，陈瑾涵，刘志雄等.浅谈110kV及以下变电站二次接地设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（36）.
[4]王霞.110kV及以下变电站二次接地设计[J].硅谷，2012，（22）：71-71，75