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变电站二次系统防雷分析及保护措施 　　摘要:文中阐述了雷击对变电站内二次系统的危害,并分析了遭受雷击的原因,提出了采取的防护措施。 　　Abstract:The paper describes the hazard oif lightning strike on the substation secondary system,and analyzes the reasons for being struck by lightning and proposes the protective measures. 　　关键词:变电站;二次系统;防雷 　　Key words: transformer substation;secondary system;lightning protection 　　中图分类号:TM63 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)18-0237-01 　　 　　0引言 　　近些年来,随着变电站综合自动化水平的不断提高,各类先进的微机电子设备广泛地运用到变电站保护、远动及通讯装置中。但大规模集成电路的耐压水平不到100V,对雷电的承受能力明显下降。另一方面由于信号回路不断增多,系统较以前更容易遭受雷电波侵入。这样,如果二次系统的防雷设施不完善,极易造成变电站二次控制部分瘫痪而发生毁灭性的事故。因此在对变电站的保护、远动、通讯等弱电设备进行升级换代时一定要考虑设备的防雷措施。 　　我局变电站改造采用逐步更换方式,初期没有考虑二次系统的防雷问题。因此我局变电站2005年以来多次发生落雷后站内二次系统的损坏的故障。如2007年8月6日,雷电天,220kV变电站中央信号屏警铃响。112开关微机保护故障光字牌亮,112开关保护屏CPU巡检中断,有报告灯亮。汇报调度时发现省调、地调电话全部中断。 　　1设备损坏情况 　　1.1 微机保护装置损坏情况112开关CPU板及电源板损坏。 　　1.2 远动设备损坏情况远动变送器损坏的均是工作电源部分,变送器的电源板上电源变压器、桥式整流电路等均烧坏。RTU中模拟量输入处理板、接口板、以及与RTU连接部分变送器输出电路也有不同程度的损坏现象。 　　2雷击原因分析 　　经分析认为该220kV变电站二次系统损坏原因有以下几个方面: 　　2.1 由于不同设备区的地之间的电位差损坏设备当雷电击到微波塔时雷电流主要通过微波塔的接地泻放,部分通过其它接地泻放。由于微波塔与主控室地的连接点很近,基本上可将主控室的地和微波塔的地视为等电位,估算雷击微波塔时微波塔的接地电位为1000V以上,而其他设备区接地电位与之相差很大。因此连接在不同等电位地网上的电子设备,如有电信号联系,那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。 　　2.2 流过微波塔的雷电流对主控室设备的感应电压感应雷电过电压可由静电感应产生,也可由电磁感应产生。形成感应雷电过电压的机率很高,感应雷对变电站集成电路的损坏情况较多。变电站的感应雷电过电压的途径主要有以下两种: 　　2.2.1 由交流220V电源入侵。变电站的电源来自站用变压器。当电力线路遭受直击雷和感应雷,经过站用变压器耦合到220V低压线路,通过220V线路进入设备将设备损坏。所以变送器工作电源烧坏及变送器输出部分损坏可能主要是由于220V电源线感应过电压,使220V交流电源的电压增高造成的。 　　2.2.2 由进入主控室的电缆暂态感应过电压。当变电站微波塔的接地引下线流过大电流时,在其周围形成强大的磁场。从设备区引入主控室的各种电缆在户外是走电缆沟的,由于其走向与微波塔的雷电流方向垂直,所以雷电流形成的磁场方向对其影响不大。而从电缆沟进入电缆夹层到主控室的电缆由于与微波塔的接地引下线的方向一致,其受磁场的影响较大。此时控制电缆受暂态感应电压最高。虽然电缆已作电磁屏蔽(采用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地),但电子设备的高阻抗输入回路、信号回路引线较长,且直接连接的金属体积较大,仍有可能遭受厄运。 　　2.3 设备防护措施不完善在变电站综合自动化改造中,虽然要求采取屏蔽、均压、泄流等措施,但在实际中由于部分措施实施难度大,雷击概率又小,所以都未能彻底完善。 　　因此,该220kV变电站的雷击故障主要原因如下:①由于接地网不同点在流过大电流时的电位差较大,反击使弱电设备损坏;②由于控制电缆无屏蔽或屏蔽不好,加之微波塔的布置和接地与地网的连接不合理而使暂态感应过电压,通过二次线进入系统损坏设备;③由于设备的电源部分限制措施不完善,使高电压通过电源损坏设备。 　　3变电站防雷措施 　　变电站传统的防雷措施对高压电气设备的防护是有效的,但对微电子设备的防护并不恰当,必须在原定防雷措施基础上,更进一步加强防范。采取措施的原则