外文文献-变电站系统过电压防护技术.docVIP

变电站系统过电压防护技术 变电站的过电压保护是以电子信息系统为保护核心，为被保护设备构建一个均压等电位系统，并通过各级过电压浪涌保护器逐级把电流泄放入大地，使变电站设备全和可靠地运行。 1 变电站过电压防护 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。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(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。尽管雷电直击电子系统(设备)的可能性不大，但是雷击附近大地、建筑物、交流供电线路和空中雷云放电时直接形成的，或者由于静电感应及电磁感应形成的冲击过电压，都有可能通过与之相连的电力线路、信号线路或接地系统，通过各种接口，以传导、耦合、辐射等形式，侵入电子系统(设备)并酿成严重的干扰或事故。因此，加强和改进电子系统(设备)的防护，尽量减小其遭受雷电等冲击干扰损害造成的直接损失和间接损失，已成为当今亟待解决的问题。 2 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1 Q，雷电流为10 kA，则地电位为10 kV)，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，因此，变电站二次弱电系统内部防雷及过电压也必须采取相应的防护措施，按照IEC内部防雷EMP的分区，对设备的电源线、信号线、数据线等加装内部防雷及过电压器件，防止雷电感应、雷电流沿线窜人、电压反击、浪涌过电压等瞬间暂态过电压造成系统故障及损坏电子设备。浪涌过电压保护器根据其接线方式分为串联和并联两种，使用串联浪涌过电压保护器时，有可能存在由于传输信号不匹配的原因导致对传输信号有干扰的情况，特别是数据通信接口在串人浪涌过电压防护器后，会产生数据无法正常通讯。因此，在数据通讯接I：I中串人浪涌过电压防护器后，必须对数据的传输情况进行认真检查，如发现数据无法正常传输，则有可能是由于不匹配的原因导致对传输信号的干扰，应更换相匹配的浪涌过电压防护器。如果在使用浪涌过电压防护器时采用并联方式，基本上不存在上述情况，但这种接线方式对浪涌过电压防护器的技术要求更高。 3 变电站系统过电压防护 3．1 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(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