变电站二次设备的过电压损坏以及应对方法

2016-01-28王玲冉庆柱国网黑龙江省电力有限公司鹤岗供电公司

科学中国人 2016年20期

王玲，冉庆柱国网黑龙江省电力有限公司鹤岗供电公司

变电站二次设备的过电压损坏以及应对方法

王玲，冉庆柱
国网黑龙江省电力有限公司鹤岗供电公司

随着我国电力系统的不断升级优化，人们变电站的安全性和可靠性提出了更高的要求，尤其是变电站二次设备的质量安全问题，越来越引起大家都重视，因为变电站的二次设备极容易在过电压时遭受损坏，本文就变电站的二次设备过电压造成的损坏原因进行深入研究分析，并在硬件、软件方面提出相应的一系列应当方法，从而经济有实惠的解决过电压损坏的问题，为相关从业人员提供一定的技术借鉴意义。

变电站二次设备；过电压防护；应当方法

在变电站二次设备的过电压防护中，随着电压的过大或过小，变电站二次设备处于不稳定状态，有可能引起变电站二次设备的损坏，从而导致停电事故的发生，影响人们的正常生活，在以前的变电站二次设备保护中，主要是保护电磁式测控设备为主体，这种元件的传统性能就是抗高电压和高电流，但是随着集成电路元件的不断发展，并逐渐应用于变电站的二次设备，虽然对整个变电站的性能有很大提升，但是新型的集成电路电路元件对高电压和高电流的抗击能力不强，如果碰到雷击事件，将会受到极大的威胁，因此在运用这类变电站二次设备中，应当仔细分析可能导致过电压损坏的因素，并提出相应的防护方法。

1.变电站二次设备过电压损坏的途径类型

根据相关经验和数据分析，可知变电站内二次设备过电压损坏造成的因素主要有四类，分别是直击雷破坏、雷电波入侵破坏、感应电磁脉冲损坏、操作电压过大损坏等四种。

1.1直击雷。雷击对于变电站二次设备损坏破坏性最大、最彻底，会通过变电站内构架与地网避雷针的连接，直接加大电网的电压和电流，接着传导到二次设备上，对二次设备造成严重破坏。

1.2雷电侵入波。雷电的侵入波变电站产生的交流电很强，即使传导到二次设备中仍有很高的残余电压，这些残余电压总以破坏二次设备的功能，例如，电源、计量板、交换机等损坏程度最高。

1.3感应电磁脉冲。感应电磁脉冲是指在变电站的线路上或者线路附近有落雷现象出现，在同杆并行电线上，会因此产生过高的电压或交叉电流，并入侵至变电站的二次设备通信装置内，使这些二次设备产生误动，既而造成这些二次设备损坏。

1.4操作过电压。操作过电压是指在操作中，由于操作不慎或者操作不规范而引起的过电压的现象，例如在变电站的开关断开和连接时，变电站内的电压值可以达到额定电压的好几倍，并且这种情况引起的电压值可能会比雷电引起的过电压时间影响时间要长，对变电站内的二次设备的破坏性也更大一些，从而造成二次设备造成不可恢复性损害。

2.变电站内二次设备过电压损坏原因分析

2.1交流电源

在变电站二次设备过电压损坏的原因中，由于交流电造成的损坏影响比较大，这是由于电源调度的载波系统容纳是只是容量比较低的供电设备，并且在这些二次设备运行中采用的电流一般比较小，虽然受到一定的电阻流量保护，但是由于电阻流量过小，在大的电流冲击下很容易造成电阻损坏，在保护电阻损坏之后，并没有任何检测设备提示这一现象，所以，在实际的运行中，由于电阻遭受破坏，进而就很容易造成二次设备在雷击下烧毁。

2.2直流装置

直流装置在新型的集成电路影响下，对于强电压和强电流抗击能力比较差，但是在一般情况下，直流装置的电压需要遇到的电压额定工作值的215倍时，很容易发生二次设备的损坏，虽然在直流的装置设置内设置有电流电阻保护装置，但是当雷击的电流过大时，电阻的防护电阻值将会扩大十几倍，在从变电站的电压控制中，强大的电流经过变电站的二次设备，已经超过了电流设备的最高额定值，对二次设备的产生极大的破坏，而直流电源以前常用压敏电阻作为防护器件，压敏电阻直流1mA电压的取值一般选为被保护设备工作电压的212～215倍，其在额定通流容量下的残压往往大于直流1mA电压的2倍，即为设备工作电压的4～5倍，因此，在直流电源装置的压敏电阻并不能免受高电压的侵害，雷击的直流装置对变电站的二次设备损坏严重的原因就是如此。

2.3信号系统

信号系统是指程控交换机上的配电线架，配备的保安单元有常用气体保护管对整个信号系统安全防过电压具有重要的影响，其主要的功能是防雷，可以防止超过五百伏以上的电压，但是在保安单元的常用气体保护管还没有起到保护功能时，往往设备就会发生故障，对于气体保护管的额定寿命，一般是七次左右，而寿命的终结并没有被及时的检测到，在这种情况下，很容易在雷击的条件下，影响整个信号系统的寿命。

3.变电站二次设备过电压损坏的应对方法

3.1抗干扰措施

在硬件措施上，对于整个电厂的终端设备来说，可以将这些设备的220伏交流电改成直流电的方式，在变电站上，由UPS设备供电换成直流小母线的供电方式，同时，在变电站的输入端将电源的开关切换、电压熔断等装置进行优化，在变电站进一步改造时，可以将电缆改变成屏蔽电缆，并在两端接入地线，提高工作组电压的抗压等级设置。

在软件措施上，先从软件设置入手，将软件的顺动触点改成常规触点，在通讯设置软件中，增加相应的延时模块，提高信息的甄别抗干扰能力，由于变电站的电磁干扰引起的信号误传，所以，将信号的采集设计延迟后，可以提高信号装置的抗干扰能力。

3.2过电压防护方案

对于整个变电站二次设备的过电压方损坏保护，需要设定一个完善的方案，主要从均、分、地、保护、屏蔽、隔离等角度进行方案设置。具体如下：

（1）变电站的电网两端要符合设计需要和实际要求，对于不合格的电网装置进行电网相应的改造。（2）在变电站二次设备的高低压附近，应当根据实际情况安装相应的防雷、避雷装置。（3）变电站内的配电设备应安装相应的电源保护箱装置。