变电站二次系统防雷保护
王 鹏
【摘 要】[摘 要]近年，随着微机继电保护器以及自动化技术不断发展，综合自动化变电站的不断增多，雷电对二次设备的危害越发突出，所以保护二次设备不受电磁冲击以及雷电的过电压影响成为变电站需要解决的重要课题之一。本文就对变电站的二次系统的防雷保护进行初步的探讨。 【期刊名称】科技风
【年(卷),期】2013(000)002 【总页数】1
【关键词】[关键词]变电站；二次系统；防雷；保护
1 二次设备防止雷电过电压必要性
变电站中的二次设备工作环境是一个具有高强度干扰的电磁环境。除雷电的冲击外还有操作高压设备所带来的干扰，特别是当带电的一次设备出现故障以及变电站邻近送电线路发生故障，都会产生对二次系统造成损害的过电压或者是电磁冲击，有可能影响自动化设备的控制，造成控制紊乱，甚至造成损坏设备，对电网的安全稳定运行和用户的供电可靠性造成一定程度的影响。
此外，雷电作为自然界强烈过电压的释放，发生直击设备的可能性不大，一般以行波入侵或者是产生干扰电压间接地损坏设备。如果，雷电击中避雷针等构件，使地网的电位升高，在接地点可能产生较大电位差。地下二次电缆会分流一部分泄放的雷电流，从而在缆芯间和芯地间制造干扰电压，对设备造成影响。 变电站二次设备大都采用大规模的集成电路，电子元器件的性能大大提高的同时，其抗电磁干扰、抗过电压和雷击的能力却变得十分脆弱了。电子设备的工
作电压一般只有几十伏，工作电流只有几十毫安，其耐压水平有的只有100V左右，远远低于电磁型设备的耐雷水平。例如，电磁型继电器的催毁能量为0.1J，而现在普遍使用的微机保护催毁能量仅为0.001J，比电磁型保护设备低了两个数量级。因此伴随变电站的自动化以及继电保护的微机化程度日愈增强，所以要加强过电压和防雷的保护。
2 二次系统防雷保护的策略
变电站虽然有外部的防雷措施，比如避雷针和氧化锌避雷器等，可以保护设备避免直接雷击。但不足以避免感应过电压带来的的危险，变电站一定要有完整的一、二次防雷、防电磁冲击保护网。 2.1 防雷保护设计的思想
变电站中的二次设备防雷基本原则是不管雷电入侵路径如何，必须让它沿最短路径到大地，使放电时间最短，造成的冲击范围最小，从而降低设备电位差以及承受的时间。被保护设备以及线路要尽量就地且就近的接入等电位的系统当中。根据这一原则，可以为二次设备提供较好的电磁场环境，达到保护设备和人员的安全。具体做法是：在低压配电线路以及信号线路安装电涌保护器，尽量把雷电流以纳秒级时间泄放，使自动化系统设备免受长时间的冲击。除此之外电涌保护器还有一个作用，就是吸收高压线路由于开关操作所产生的操作过电压。另外，为防止雷击、开关导致电磁脉冲以及静电放电等对电子设备损坏，标准化组织颁布了一系列标准，比如在建筑物的内外建立起均压的等电位系统。综合来看，就是以保护二次设备为核心，分级泄流。 2.2 防雷保护设计的原则
经过国内外专家学者的试验研究，可以将建筑物的防雷分成三类。系统的防雷
工作又被总结成DBSE技术，也就是dividing（分流）和bonding（均压）以及shielding（屏蔽）和earthing（接地）。变电站的外部防雷设施在接雷击过程中，泄放一半雷电的能量，其余一半能量会通过建筑物金属结构件和电源的进线等进入建筑物的内部。为保障主控楼内的人身以及设备安全，防雷保护的设计建筑物就是为设备构建均压等电位的一个系统，通过电涌保护器把雷电尽量流泄到大地。变电站的二次设备中防雷保护的设计要遵循几个原则，一是建筑物的配电入户处要加装10/2μs/350μs电涌保护器。二是变电站中的低压电气以及通信设备要装瞬态的过电压保护。三是根据雷电保护的划分，建筑物外部容易受雷击，危险最高，为0区，建筑物内为非暴露区，定为1区、2区。越往内危险程度呼应越低。四是要在0区和1区、1区和2区的交界处安装电源类的浪涌过压保护。
3 110kV变电站的二次系统中防雷方案设计
从最外保护区直至最内层的保护区，要进行分级的保护。电源系统，要按照承受的过电压范围，分成四级，逐级把过电压下降至承受水平；信息系统，也要进行分类保护，分为粗保护以及精细保护。所谓粗保护就是保护级别和所处保护区相当，所谓精细保护就是根据设备敏感度选择较高的保护级别。为彻底把雷电造成的毁坏性的电位差消除，特别强调开展等电位的连接。电源线和信号线不可直接的接入一个共用的接地系统，它们金属管道要进行等电位的连接。内层保护区各个界面之间也要进行等电位的连接。根据上述原则以及不同的变电站实际情况，变电站的二次系统进行防雷保护措施介绍如下： 3.1 电源部分
首先，对于两路变电站使用的交流线，各需安装一个第一级电涌保护器，相对
变电站二次系统防雷保护
