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变电站中防雷保护技术分析

2021.01.21点击:

【摘要】雷电是影响电力系统稳定的重要诱因,变电站作为电 力系统的核心,如果遭受严重的雷击事故,会造成大面积的停电, 为人们的生产与生活带来严重的影响。随着人们对电力的需求不 断增加,电力系统要想获得长久的发展,需要将人们的生活放在 首位,重视雷雨天气对生们生活带来的影响,提高变电站的防雷 保护意识,采取相应的防雷措施对变电站进行维护。 【关键词】变电站;防雷;接地保护;技术 doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.35.3410

变电站运行设备大多数是精密仪器,天气的变化将会对变电 站仪器的运行带来一定的影响,尤其是雷电天气的影响最大。雷 击会产生高强度的电压,导致设备在运行的过程中猛然升高,烧 坏设备,造成大面积停电影响人们的正常生活。雷电分为直击雷 和感应雷两种,直击雷对变电站进行击打时,会发生强大的雷电 流,造成变电站中的设备产生击打的机械效应,造成设备的损坏; 感应雷是雷击发出的放电、电磁脉冲等现象,感应雷的危害较大, 当发生雷电时,雷电流会通过变电站的内网发生局部反击,产生 强大的电磁场,对变电站中的设备造成感应电压,严重影响设备 的正常运行。 1 变电站遭受雷击的主要原因 电力系统正常运行的状态下,变电站中各种电气设备都是在 额定电压下正常工作,但是如果遭受到外部因素的攻击,比如雷 电,将会使电网中的电压高于正常运行的额定电压,从而造成设 备的损坏。变电站遭受雷击的原因有 [1]:a. 感应过电压:如果导 线的上方聚集了大量的乌云,会在静电感应的情况下使很多电荷 集中在导线上。如果此刻发生了雷击,大量的电荷会得到释放, 不受其控制的流向输电线路的两端,电压会急剧升高,从而影响 整个电力系统的正常运行;b. 直击雷过电压:电力系统中,如果 设备被雷电击中,会产生雷电流,被雷电集中的设备中强大的雷 电流会增加电压,使得一些设备因为雷电流而产生相应的效应影 响,影响设备的正常工作。因此,变电站遭受雷电损害的主要原 因就是直击雷产生的过电压与感应产生的过电压,当出现这两种 情况时,一定要及时做出相应的补救措施,加强雷电防护保护措 施。如果不加强雷电保护措施,当变电站中的电气设备遭到损坏 时,将会发生雷电事故,为人们的正常生活带来较大的影响。 2 变电站防雷保护原则 对变电站进行防雷保护设计时,要针对雷击的特点,从不同 的方面对变电站进行防雷保护设计。根据不同的防雷保护原则对 变电站进行防雷保护,将外部、内部与接地进行相互协调,提高 电力系统的防雷水平 [2]。 2.1 外部保护 增强外部防雷体系,如避雷网、避雷针,通过引下线对雷电 进行疏散,将雷电引入低下,从而起到一定的保护作用,减少发 生雷击事故的机率。 2.2 内部保护 当金属物体遭受到雷击后,一瞬间会发生超高的电压,如果 电压与其他的金属物体发生放电,会发生反击现象。因此,对内 部进行保护就是对线路进行电压阻塞,利用电压保护器对相应的 设备进行等电位连接。 2.3 接地保护 接地保护作为防雷措施中的关键,不管是感应雷还是直击雷, 都需要通过接地保护方式与大地进行连接。将雷电流产生的大量 电荷引入地下,从而与地下中的电荷发生中和效应。 3 变电站防雷保护措施 3.1 加强变电站进线防护 变电站遭受雷击最主要的形式就是下行雷,变电站中的设备 需要承受直击雷,直击雷对变电站的电气设备造成的雷电波会对 变电站输电线路造成直接损害。因此降低直击雷对变压器造成的 损害是至关重要。对变电站的进线方式进行加强,对避雷器的雷 电波以及雷电电流进行控制,当遇到雷击时 [3],线路中的电压会 向变电站的方向运动。变电站中的电气设备抗压能力较小,冲击 能力加到,遭受雷击会造成线路的损坏,因此将避雷线安装在变电站的进线中,能够起到一定的防雷效果。 3.2 安装避雷针 不管是变电站的电气设备还是建筑物,为了方式设备遭到雷 击,都会使用避雷针设备吸引雷电,通过避雷针将雷电流导入地 面,起到保护电气设备的效果,这是方式直击雷最有效、最直接 的一种方式。安装避雷针时,要采取有效的措施对避雷针进行安 装,避免出现反击情况;利用避雷针对变电站设备进行全面的保 护;对于较大的变电站,要安装一定数量的避雷针设备;独立使 用避雷针时要与地下保持一定的距离和电阻,金属物体与建筑物 之间的距离要控制在 5m 的范围内。 3.3 加强变电站的防雷感应 电力技术随着社会的发展在不断进步 [4],防雷技术也得到了 有效的改进,防雷系统得到了逐步的完善,现有的雷击对户外设 备造成的损害已经得到了最大程度的降低。但是仍然存在一些小 缺陷,比如变电站中的弱电设备会通过雷电过电压时发生电磁干 扰;防雷系统会因为电磁脉冲或者其他一些雷电因素而影响变电 站的正常工作。降低弱电设备的感应功能,对系统的整体布局进 行优化,同时将雷电流的电压降到最小,通过设置多个接地引线 对防雷感应进行保护。比如将光耦元件安装在变电站防雷感应的 信号线接口的地方;将电位与变电站中的电气设备进行连接;限 制一些过压设备的电源入口;设置电位的位置,尽量将其设置在 通信室内;在控制室的线路中,应用屏蔽电缆,使用相同的接地 极以提高防雷感应的雷击等。 3.4 侵入波防护技术 对侵入波进行限制的最好方式就是安装避雷器,对避雷器的 参数与装设位置进行确定。进线段由于离变电站较近,非常容易 受到侵入波的干扰,对进线段进行防雷保护时,要对雷电流的幅 值进行限制,以降低线路的电压;对于没有安装避雷器的线路要 安装避雷器。进线段容易受到线路的冲击影响,要适当增强进线 波,以降低进线段产生的侵入波,降低雷电流;母线段在运行的 过程中会产生巨大的电能,一旦母线段发生短路,会承受极大的 动力效应,因此要在母线段安装避雷器,防止母线段遭受雷击产 生短路,影响变电站的正常运行;变压器作为变电站的重要设备 之一 [5],防雷保护是关键,变压器的中性点不需要进行防雷保护, 但是要在中性点的一侧安装避雷器,如果中性点不是全绝缘的状 态,需要在该店的绝缘位置安装避雷装置。 3.5 变电站接地保护技术 在变电站接地系统中,经常使用的一种保护措施就是保护接 地,高压系统接地与低压系统接地都是保护接地的最好方式;屏 蔽接地最常见的接地形式有建筑物接地、弱电设备接地,通过屏 蔽接地的方式降低电磁干扰,减少变电器带来的阻碍,从而保证 设备的稳定运行;当设备的数据线进行通信时,有时会发出高频 的电噪声,导致传输的质量受到外界因素的干扰而受到影响。因 此,信号接地要慎重,强电和弱电的连接要合理处理,母线接地 与强接地的距离要适中,同时还要保证母线的长度。束语综上 所述,变电器作为电力系统中一个重要的组成部分,非常容易受 到雷击的影响而发生意外事故,导致电力系统无法为人们正常输 送电流,给人们的生活与生产带来一定的影响,严重的情况下会 造成一定的经济损失。因此要不断对变电站的防雷保护技术进行 研究,不断强化变电站防雷保护措施,以保证电力系统的有效 运行。

参考文献:

[1] 张强 . 浅谈变电站防雷接地技术 [J]. 科技视界 ,2013(17):7.

[2]刘亚林,夏蕾,刘亚伟.对变电站防雷保护的几点认识[J]. 科技创新导报 ,2010(4):47.

[3] 黄 萍 .110kV 变 电 站 防 雷 保 护 探 析 [J]. 企 业 科 技 与 发 展 ,2012(19):37-39.

[4]陈秀珍.变电站防雷接地技术的应用剖析[J].山东工业技 术 ,2015(24):196.

[5] 方 遒 .110kV 变 电 站 的 防 雷 保 护 措 施 探 析 [J]. 电 子 制 作 ,2014(1):214http://www.jzgcjsysjzz.com


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