变电站自动化系统的防雷保护

2021-09-23张振嵘

通信电源技术 2021年9期

张明，张振嵘

（广东电网有限责任公司广州供电局，广东广州 510000）

0 引言

变电站厂区处于户外环境工作，很容易受到天气等外在因素的影响，这对变电站运行的安全系数和稳定性而言十分不利。为保障110 kV变电站可以为人们提供正常的供电服务，工作人员要针对变电站运行的实际情况，落实好电气设计和相关的防雷保护工作。若想要降低工作难度，可以选择在现有的技术基础上合理进行优化设计，这样不仅能够提升110 kV变电站的自我防控水平，还能有效延长其使用寿命，为社会供电带来更稳定的保障。

1 变电站自动化系统防雷保护分析

1.1 防雷保护原则

在设计变电站自动化系统防雷保护计划时，工作人员需要掌握雷电入侵的主要途径[1]。电力资源是我国社会各方面发展的重要能源，保护电能是各行业发展的主要需求，但即便工作人员落实了保护策略，自然环境和天气依旧会对110 kV变电站的运行产生明显影响。尤其是变电站一旦遭遇雷击，对其安全稳定性产生影响是必然情况，也会产生不必要的财产损失，对变电站整体工作寿命的影响十分巨大。面对此种情况，采取有效手段对变电站进行保护很有必要，主要目的是减少变电站遭遇雷击的概率[2]。通常情况下，变电站设备不会直接遭受雷击，而是会通过信号入侵，即雷电沿着通信网入侵之后，导致通信设备的电压不正常。

防雷保护工作的落实原则就是尽可能实现自动化[3]。自动化系统防雷应综合使用多项技术，如拦截、均压、分流以及屏蔽等，最终构成比较完整的防雷体系[4]。这一体系应具备雷电防护分区保护和分级确定的等级要求，同时需要保护的电子信息系统也要尽可能与接地保护设施相连接。

1.2 电源的防雷保护

60%左右的变电站雷击事故都是由于防雷保护工作不到位导致的。对此，在自动化系统防雷保护工作当中，工作人员需要尽可能提高对变电站电源的防雷保护。具体工作落实可以按照相关标准与规范当中的需求，针对变电站低压配电系统，选择3级电涌保护器，在遭受雷击的第一时间就能将大部分雷电流放至大地，达到躲避雷击的防护效果。不仅如此，电涌保护器还能够吸收出变电站电源中的误输入电压和开关高压送电线路中产生的浪涌电压等[5]。通常情况下，变电站的电涌保护器需要承担的电流都会超过本身能够承受的雷电流。因此，选择信号电涌保护器时，工作人员需要按照变电站本身线路工作的频率、传输介质、速率、宽带以及电压等参数，选择能够与之相匹配的器件。

1.3 信号的防雷保护

首先，变电站通信线在引入雷电后，设备与通信线之间会产生电位差，这对通信口产生的影响较大，最终通信装置也会受损。为了避免产生此类问题，工作人员可以在主控室内远动工作站到通信机房两路通道当中安装两套SDY-A1模拟通道防雷器，即选择合理设备配合变电站防雷工作。其次，将直流电源防雷器安装在电源的进线处。最后，促使计算机和后台控制器之间的连接都通过串口，即将串口隔离器安装在变电站端口之前。在进行此项操作时，需要控制光隔离电压≥500 V，隔离电阻＞10 MΩ，瞬时隔离电压≥7 000 V[4]。

除了上述几种方式之外，具体工作还可以某110 kV变电站的防雷保护工作为例[6]。该变电站的通信设备网络线路敏感度较高，工作人员的主要工作是避免设备受到静电放电、电源和雷电感应过压等情况的干扰产生损坏，在变电站网络线两端都安装网络防雷器。此外，在为变电站安装GPS信号接收天线时，工作人员在保障安装位置可以接收到信号的同时，使用金属支架进行固定，在充分考虑雷击影响之后才确认了GPS信号接收器的最终安装位置。不仅如此，该变电站工作人员还需保障建筑物和GPS信号接收天线之间的距离＞2 m，且信号接收天线也比防雷带低。

1.4 接地的防雷保护

通常情况下，变电站接地网都是一次设备使用。在保障接地线安全的前提下，工作人员应尽可能缩短接地线，目的在于降低损失电压。需要注意的是，信号接地不能与交流接地和安全保护接地等混接，而是应该严格落实绝缘工作，汇成接地母排之后再与接地网相互连接。自动化设备也要尽可能共用接地，以方式展开工作时，即使变电站遭遇雷击，电子插件也不会产生明显的电位差。