白莲河电厂防雷方案

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1、湖北白莲河抽水蓄能公司二次设备防雷设计方案武汉希文科技发展有限公司2011年8月25日目录1.概述32.二次设备现场勘测报告42.1雷击过电压入侵变电站二次设备主要途径42.2变电站二次设备雷电隐患分析62.2.1中控室的现场勘测情况分析72.2.1.1电源线路雷击隐患分析及防护72.2.1.2信号线路雷击隐患分析及防护83.方案设计参照标准及资料94.配置清单101.概述湖北位于长江中下游地区，属亚热带季风气候。全年平均气温15-17℃，年降雨量大于1000毫米，雷电活动频繁，年平均雷暴日达56.4天，属于中雷区。随着电力自

2、动化改造的深入，雷电对二次设备的危害更加突出，已经引起相关领导的高度重视，本方案主要针对变电站主控楼内二次设备的雷电隐患设计的防雷方案。目的是最低程度降低雷电对二次设备自动化系统的损坏，以此提高辖区各变电所主控楼内二次设备自动化系统安全运行的保障，并将雷电危害减到最低程度。发电厂、变电所在场站建设时，已经安装了防直击雷及接地装置，并且符合户外设施直接雷击防护及户内设施接地要求。因此本方案只考虑电厂二次设备感应雷击防护措施的设计。主要包含二次设备的交、直流电源及通道信号、通讯线路的防雷设计。考虑到站内大部分二次设备都置放在屏蔽性

3、能良好的金属屏柜内，这对阻止雷击通过空间电磁场途径入侵屏内设备有良好的屏蔽效果。但进出屏内的各种线路错综复杂，且全部经由电缆层，一旦来自一次场地的线路感应雷击过电压，则会在电缆层内对其它线路产生二次感应雷击。这种感应过电压，沿线路串入后对屏内各种电子设备的危害不能忽视。基于此，本方案主要从雷电入侵设备的另一条途径（线路侵入）来讨论二次设备的雷电防护。本方案中采用的防雷产品是武汉希文科技发展有限公司生产的XWD、XWSB系列产品，此产品已在湖北、江西、湖南、贵州等地电力行业广泛应用，并取得了良好的效果。2.二次设备现场勘测报告2

4、.1雷击过电压入侵变电所二次设备主要途径雷电入侵室内设备的途径具体到变电站来讲，主要有：交流配电线线路、直流配电线路、以太网络通信线路、RS485等协议的网络通信线路、雷电电磁场等。2.1.1交流配电线路引入雷击过电压室外的配电线（高压或低压）感应到雷电后，过电压通过配电线一直传到用电设备，该过电压轻则使设备加速老化，重则直接将设备损坏。这里必须说明的是，在高压入配电室时，变压器前的高压避雷器因其分工不同，其残压还有20kV左右，对一般电气设备来讲还是太高，变压器对雷击过电压有一定的作用，但不能有效地抑制，因此，雷击过电压可通

5、过变压器传到低压配电线路。电厂用的交流电由站用变提供，变压器的初级直接来自高压线路，低压配电线路主要布设在电缆层、电缆沟及电缆井中，线路感应到雷电的几率及强度都很大，因此，交流配电线路是雷电进入变电站二次设备的主要途径之一。2.1.2直流配电线路引入雷击过电压电厂内控制室的测控、保护等主要设备都是220V直流配电，PLC设备工作电源和测量电源为24V直流配电，直流电源线路都是从直流屏通过电缆层、电缆沟等到主控室等地的直流用电屏，部分直流线路还送到了高压场地，因此，直流线路感应到雷电的几率及强度都是很大的。由此看来，直流配电线路

6、是雷电进入变电站二次设备的主要途径之一。2.1.3RS485、以太网络线等专用通信线路引入雷击过电压主控制室的监控系统、PLC系统采用RS485、RS422等协议数据线或以太网络线（五类线），这些通信线都是在布线层或电缆沟与进出高压场地的电源线及通信线一起布设，线路间相互感应的几率很大，因此，这些通信线路也是引入雷电的主要途径之一。2.1.4雷电电磁场影响雷击时其周围产生较强的电磁场，按相关实验，0.07GS的磁场使设备不能正常工作，2.4GS的磁场使设备永久性损坏。经过现场观测，变电所的二次设备都集中在金属机柜内（如继保设备

7、都在保护屏内，PLC装置测量设备在测量屏内），这些金属机柜都有良好的接地，具备良好的屏蔽效果。因此雷电电磁场的影响主要集中在电缆层、电缆沟、布线层及电缆井内线路的相互感应。2.1.4地反击从安全及运行稳定性等角度来考虑，电气设备必须接地！如果雷击时，设备的接地线路为高电位，而设备的某处因某种原因为低电位，则地线对设备上该点的电位差全部由设备承受，这实际上是地线对设备某点的过电压，该过电压也是轻则使设备加速老化，重则直接将设备损坏。这里必须说明的是，地反击是设备接地线路对设备某点的电位差，如果设备不存在低电位点则不存在电位差，单

8、是地线高电位只能说是“水涨船高”，没有电位差也就没有过电压，当然设备就不会损坏。单独的一台设备与外部没有任何导体连接时为高阻状态，此时，设备接地线为高电位，也不会存在电位差。一般来讲设备接地线高电位对设备外接的配电线路、通信线等有电位差。说到底，地反击实际上是地线与电源等线路