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社保電子知識分享：變電站微機裝置防雷保護

發(fā)布時間: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。而應該采用多級防護的手段，逐步把雷電壓降低到允許的范圍之內(nèi)。對于
微機化變電站，所用變低壓側裝設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，大風雷害比較嚴重。該站始建于80年代，由于原來是按常規(guī)站設計，標準比較低。近年引進一些微機裝置后，雷害現(xiàn)象時有發(fā)生。比較嚴重的是一次由于雷電波通過通信電纜入侵，致使遠動柜的電源插件、RTU信號插件、UPS和后臺監(jiān)控微機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，且閥式避雷器等設備技術上的局限性，雖然絕大部分的雷電能量都能在到達設備之前得以消除，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）微機設備遭受雷害的原因：

變電站的保護和合閘電源直流系統(tǒng)的整流充電系統(tǒng)設計容量都比較大，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，加到保護裝置上的脈沖電壓大大降低。

再加上常規(guī)電磁式保護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，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，運行電壓只有數(shù)伏，信號電流僅為uA級的微機裝置來說，就不一定能經(jīng)受的住。這就是造成微機裝置損壞而常規(guī)保護裝置卻能安全運行的關鍵原因。

3）遠動載波系統(tǒng)受雷害特別嚴重的原因：

首先是電源方面：調(diào)度的遠動載波系統(tǒng)多由獨立的小容量UPS供電，而這些UPS最多的是使用壓敏電阻保護。在防雷和限幅能力都比較有限，保護UPS本身尚且不夠，更不用說保護后接的電子設備了。實際運用中也屢屢發(fā)生UPS雷擊燒毀現(xiàn)象，所以單從提高UPS質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，廠所端也沒有裝設任何防雷設備，變電站和沿線附件落雷都很容易在電纜中感應出很高的雷電壓并通過電纜直接加到設備上，造成設備的擊穿損壞。

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，并在RTU微機電源處加裝帶保險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量的金屬氧化物低壓避雷器。

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