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社保電子知識分享：變電站微機(jī)裝置防雷保護(hù)

發(fā)布時(shí)間:2018-11-12 15:12 　 瀏覽次數(shù)：

對于電源部分，難以用單一級的避雷裝置一步到位地解決問題。而應(yīng)該采用多級防護(hù)的手段，逐步把雷電壓降低到允許的范圍之內(nèi)。對于
微機(jī)化變電站，所用變低壓側(cè)裝設(shè)金屬氧化物避雷器是必不可少的。

1 問題的提出

化客頭變電站位于華北山區(qū)地帶，雷雨季節(jié)比較集中，大風(fēng)雷害比較嚴(yán)重。該站始建于80年代，由于原來是按常規(guī)站設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)比較低。近年引進(jìn)一些微機(jī)裝置后，雷害現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。比較嚴(yán)重的是一次由于雷電波通過通信電纜入侵，致使遠(yuǎn)動柜的電源插件、RTU信號插件、UPS和后臺監(jiān)控微機(jī)都受到了不同程度的損壞。

2 原因分析

1）雷電波的侵入過程：

雷電波通常是通過變電站臨近的10 kV線路侵入10 kV母線，再經(jīng)過10 kV所用變高、低繞組間的靜電和電磁藕合，闖入低壓出線。途中經(jīng)過了10 kV線路閥式避雷器、母線閥式避雷器和所用變閥式避雷器3級削峰，再經(jīng)過所用變低壓出線的平波作用，電壓幅值大為下降。但由于雷電波的電壓、能量極高，且閥式避雷器等設(shè)備技術(shù)上的局限性，雖然絕大部分的雷電能量都能在到達(dá)設(shè)備之前得以消除，但雷電波仍可能以幅值相對很高，但作用時(shí)間很短的低能量尖峰脈沖的形式，通過所用變壓器的低壓出線，加到變電站內(nèi)所有的200 V交流回路中。

2）微機(jī)設(shè)備遭受雷害的原因：

變電站的保護(hù)和合閘電源直流系統(tǒng)的整流充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量都比較大，電壓耐受能力也比較好。而且由于大容量電池組吸收尖峰脈沖的作用和整流回路的平波作用，加到保護(hù)裝置上的脈沖電壓大大降低。

再加上常規(guī)電磁式保護(hù)裝置的元件多為單元件的電電容和電感線圈等，耐熱容量大，對尖峰脈沖的耐受能力也比較強(qiáng)，所以能安全度過低能量、高電壓的沖擊暫態(tài)過程。但由于使用超大規(guī)模集成電路，運(yùn)行電壓只有數(shù)伏，信號電流僅為uA級的微機(jī)裝置來說，就不一定能經(jīng)受的住。這就是造成微機(jī)裝置損壞而常規(guī)保護(hù)裝置卻能安全運(yùn)行的關(guān)鍵原因。

3）遠(yuǎn)動載波系統(tǒng)受雷害特別嚴(yán)重的原因：

首先是電源方面：調(diào)度的遠(yuǎn)動載波系統(tǒng)多由獨(dú)立的小容量UPS供電，而這些UPS最多的是使用壓敏電阻保護(hù)。在防雷和限幅能力都比較有限，保護(hù)UPS本身尚且不夠，更不用說保護(hù)后接的電子設(shè)備了。實(shí)際運(yùn)用中也屢屢發(fā)生UPS雷擊燒毀現(xiàn)象，所以單從提高UPS質(zhì)量方面入手難以從根本上解決問題。

其次是信號端方面：該站有兩路RTU出線比較長，且沒有采用屏蔽電纜，廠所端也沒有裝設(shè)任何防雷設(shè)備，變電站和沿線附件落雷都很容易在電纜中感應(yīng)出很高的雷電壓并通過電纜直接加到設(shè)備上，造成設(shè)備的擊穿損壞。

3 采取措施

1）把上述兩條RTU電纜換成屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地。

2）在RTU端加裝壓敏電阻和防雷模塊兩極防雷保護(hù)，并在RTU微機(jī)電源處加裝帶保險(xiǎn)的金屬氧化物低壓防雷裝置。

3）將原來的不帶防雷功能的后備式UPS換成帶防雷功能的智能在線式UPS。

4）在中控載波室的低壓電源處加裝帶保險(xiǎn)的金屬氧化物低壓防雷裝置。

5）在所有變壓器低壓出線端加裝普通陶瓷氧化物低壓避

雷器。

6）把全站（包括10Kvmu2線）的10 kV閥式避雷器全部更換為高質(zhì)量的金屬氧化物低壓避雷器。

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