浅析变电站二次设备过电压防护.pdf

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1、浅析变电站二次设备过电压防护梁金瑞（中山市宇能电气工程有限公司，广东中山528400）摘要：近年来，变电站的通信、通信系统、继电保护系统、后台管理模块经常发生过电压损毁事件，究其原因主要是其相关系统和弱电产品过电压防护水平较弱，甚至根本没有过电压防范技术措施，其后果对电网的安全运行带来了较大负面影响。为使变电站二次设备安全和可靠运行，本文对二次过电压防护技术措施进行了简单分析。关键词：变电站；二次设备；过电压防护一、变电二次过电压防护随着综合自动化系统和通信自动化系统等二次弱电系统在变电站的广泛应用，这类电子系统

2、(设备)元器件的集成度愈来愈高，信息存储量愈来愈大，速度和精度不断提高，而工作电压只有几伏，信息电流仅为微安级，因而对外界干扰极其敏感，特别对雷电等电磁脉冲和过电压的耐受能力很低。当雷电等过电压和伴随的电磁场达到某一阀值时，轻则引起系统失灵，重则导致设备或其元器件永久性损坏。二、过电压保护设计IEC(国际电工委员会)TC/81技术委员会将防雷分为外部防雷和内部防雷两个部分，外部防雷是指避雷针(或避雷带、避雷网)、引下线和接地系统，是被保护物体免受直接雷击；内部防雷则是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成的毁坏。一

3、个完善的防雷及过电压保护系统必须综合运用泄流(分流)、均压(等电位)、屏蔽(隔离)、接地、限压(箝位)保护等各项技术，按照外部防雷和内部防雷的原则，根据防护对象的特点，灵活应用，采取具体措施，构成一个完整的防护体系。变电站内的过电压形式主要有：雷电过电压、工频过电压及谐振过电压、操作过电压等，这些过电压以传导或电磁感应的方式在线路及设备上形成危险的过电压，特别是雷电过电压，雷击变电站时，会在低压供电系统及弱电系统产生很强的感应过电压，同时使变电站的地电位升高(例如：变电站的接地电阻为1Ω，雷电流为10kA，则地电

4、位为10kV)，因地电位升高造成对线路及设备的反击而损坏线路及设备的事件时有发生，因此，尽管变电站的外部防雷系统(避雷针、引下线及接地装置)符合国家及部颁标准的要求，且其综合自动化和通信自动化等二次弱电系统也采取了诸如屏蔽、接地、隔离、滤波等措施，但却不能完全避免强大的雷电过电压及电压反击对系统造成的干扰和破坏。三、变电站二次系统过电压防护（一）站用电系统过电压防护安装在变电站内的通信调度自动化系统大多采用交流电源或直流电源为其设备供电，在其整流环节，一般有较大容量的滤波电容，对瞬态过电压冲击有一定的吸收作用，站

5、用变压器低压侧到站用馈电屏之间采用的是屏蔽电缆且设备都有良好的接地，运用现代防雷技术来分析，必须增加回路的分流措施，因为其工作接地、保护接地都与其它电气设备采用同一接地装置，而且设备都处于LPZOB区，电磁脉冲强度相对较强，在站用变低压侧虽然有防止线路侵人波的避雷器，但残压高，因此在变电站遭受雷击时，通过线路耦合和地电位升高而造成的反击过电压依然存在，而且高压侧的残压高达几千伏，因此必须对这些调度自动化设备的供电回路进行过电压保护。根据雷电防护区域的划分原则，变电站内二次设备供电系统感应雷电过电压的防护可以按两级

6、(B、C级)来进行分流保护。B级防雷一般采用具有较大通流容量的防雷装置，可以将较大的雷电流泄散入地，从而达到限流的目的，同时将过电压减小到一定的程度，C级防雷采用具有较低残压的防雷装置，可以将回路中剩余的雷电流泄散入地，达到限制过电压的目的，使过电压减小到设备能耐受的水平。1．第一级防护处理措施防护位置：据据《雷电电磁脉冲的防护》中的雷电保护区域的划分原则。避雷器的安装位置应在不同保护区的交界处，对于此网络即第一级防护应设在交流母线处。在两根母线上各加装一个同型号的B级三相电源浪涌过电压保护器。2．第二级防护处理

7、措施对于较为重要的交流馈线上的设备，此处为直流充电屏，加装C级三相电源避雷器。由于直流充电屏是两路交流供电，所以在直流充电屏处加装两个同型号的C级三相电源浪涌过电压保护器。（二）综合自动化系统过电压防护防护位置：微机型综合自动化系统承受过电压的能力极低，几百伏的过电压就足以将设备损坏，因此必须对高压侧避雷器的残压(几千伏)进行进一步的抑制，以满足设备绝缘水平的需要，同时由于地电位升高而感应到电源回路零线的过电压也高达上千伏，因此必须在采用交流综合自动化系统的交流回路上加装C级单相浪涌过电压保护器。（三）不问断电源

8、设备(UPS)过电压防护防护位置：由于内部计算机系统、集线器、监控设备、电能量计费系统等均经由UPS供电保护，为了保障以上微电子设备的安全，故在UPS电源装置前端加装C级浪涌过电压保护器。选用型号：选用(UPS为单相电源输入时)C级单相电源浪涌过电压保护器或(UPS为三相电源输入时)的C级三相电源浪涌过电压保护器。（四）通信接口过电压防护通信接口过电压防护同电网供电系统相