摘要：电厂发电是一个极其复杂的程序，在电能发出过后，需要经过许多级别的变电站将电能进行升压或者降压才能供居民日常生活和企业的工业生产使用。如果这其中的某一个变电站发生了故障，会直接导致整个电网的瘫痪，不仅影响了企业的经济效益，而且对居民的用电安全也产生了极大的威胁，给社会带来非常严重的影响。近几年来，我国的变电站发生故障都是由于电气设备遭受雷击导致断电，无论是雷电击中的是变电站还是以雷电波的形式沿变电站进线传入站内，都会影响到变电站的安全稳定运行。
关键词：变电站；电气二次设备；防雷与抗干扰
前言
随着电力系统信息化建设的发展，各种先进的电子设备产品更加广泛地应用于我国的电力行业。变电站综合自动化和继电保护微机化改造，微电子设备的应用也越来越广泛。 但是如果不采取有效的防雷害防护措施，这些脆弱的控制自动化设备就无法正常工作，甚至成为电力系统的安全隐患。
一、电气二次设备防雷保护
电力二次设备主要是指那些在变电站中对一次设备的工作进行监测、控制、调节以及保护的电压电气设备，例如，熔断器、控制开关、继电器、控制电缆以及自动装置等设备。电气二次设备一般都是在干扰强度较高的电磁环境中运行，现阶段我国的电力二次设备一般只做了接地的处理，在防雷和抗干扰方面的水平还不够，很容易受到雷击的影响导致出现设备的故障问题。如何解决电力二次设备的防雷问题是目前我国变电站要解决的首要问题。
1、系统电源的防雷保护
由于变电站都是建设在一些郊区比较空旷的区域，在这些空旷的区域中，变电站的存在会导致空气中电磁强度相对较强，很容易遭受到感应雷电的电击，当雷电击中电力线路会沿着通信线路进入到变电站的电气二次设备中，较高的电压会直接损坏电气二次设备。因此，对于电气二次设备的保护首要是在系统电源的地方进行防雷处理，交流母线处应该加装第一级电源防护，它能够将雷电中超过80%的电压传到大地当中，从而保证整个控制室的安全。剩下的20%仍然有可能导致设备出现故障，在这种情况下应该在重要的交流馈线处进行第二级的电源防护，通过进一步的将电压降低直到传入到电气二次设备当中，这些设备能够接受的电压水平。
2、系统通信接口的防雷保护
通信接口的回路对过电压的敏感程度相比电网的供电系统更加敏感，而且对雷电这种高压电的情况下非常脆弱，整个设备的绝缘设备耐受的程度也很低。同时，一些处在LPZOB区域的与设备相连的线路，例如信号线、数据线以及控制线路等，也有一些是穿过LPZOA区域的，当线路上感应的过电压超过一定限度的时候，微型计算机设备处产生误动的情况，导致数据的丢失。而且这些系统通信接口的回路在实际运行中的安全会直接关系到电气一次系统中设备的运行情况，需要对电气二次系统中一些特别重要的回路运行安全性进行控制，做好这些电气二次设备的高电压防护工作。现阶段，我国的变电站都是采取全自动化信息管理，没有专门的值班人员对一次回路的状态进行控制。一次回路的各种测量、调节信号通过光纤、数据通信网络或载波向远方传送数据。但是如果在变电站的附近遭受雷击的时候，处在LPZOB区域的数据通信线路很容易因为过强的电压导致一次回路的信号传输出现问题，因此必须在系统通信接口处加装避雷装置，防止雷击的干扰而影响通信的传送，从而导致出现用电的安全问题。
二、二次设备抗干扰措施
综合自动化变电站二次设备大多是微机保护和微机型自动装置，它们以通信网络技术为基础，把各种继电保护装置及自动装置与远动装置和调度端连接起来，使变电站实现高质量、 高速度、 高灵活性和低成本的生产管理。 但由于变电站所处的特殊环境，使站内二次设备受到各种各样的干扰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为提高其运行的安全性和工作的可靠性，消除干扰引起的故障，在变电站设计时应全面考虑，根据干扰源采取抗干扰措施。
1、干扰源的种类
由于变电站的电气设备都处于同一电力系统，在实际的运行过程当中，可能由于其他电气设备的改变或者是故障引起了电磁振荡，这样会波及到许多其它的电气设备，甚至会导致其它的电气设备损坏。但是变电站本身就是一个电磁干扰源，在实际的发电过程中会产生各种电磁干扰。变电站的干扰源主要有电磁耦合干扰、射频干扰、雷电干扰、短路电流、二次回路操作干扰、对讲机和通信设备干扰以及装备内部的电子干扰。在电力系统当中的电磁干扰类型多种多样，所以电磁防护工作也是非常困难的。
2、二次设备硬件抗干扰措施
二次设备的外壳应屏蔽接地，装置的活动部分也要可靠连接，比如柜门、 机箱盖板等应与接地点可靠导通，保证有良好的电气连接。 对变电站墙壁，有需要时可安装金属网，地板可装防静电地板。首先安全接地是指出于人身安全考虑，要求将二次设备机柜和柜设备的外壳接地，要求用专用接地线接地排上。 由于屏柜安装的槽钢支架与地网都是通过扁钢连接，这样所有设备都接在了地网上。其次，逻辑接地，电子设备内部都有电位存在，部分设备的地电位实际是虚空的，与外部没有任何电气的联系；但大部分尤其是国外的二次设备地电位有一个专门的接地连接位置，此时必须将这个接地连接位置与屏内接地排相连，这个地电位很多是和设备的外壳相连的，所以，必须把设备的外壳与屏内接地排连接。第三，交流电源接地。交流电源接地是指使用交流工作电源的二次设备的电源接地。对交流电源的控制保护设备应避免单相交流电源受雷击或操作过电压的影响而导致设备异常，应采用隔离变压器的方式供电。第四，装置电源的抗干扰措施，要保证供电电压波形稳定，可使用 UPS 来稳定工作电源，并尽可能使用变电站的直流电源。应采用隔离变压器，隔离共模干扰，防止电网噪声干扰窜入控制系统以及强雷电压对装置的损坏。使输出回路尽可能短，使用的电缆芯不能过小，以减小压降。第五，二次回路的抗干扰措施。正确安装电缆的屏蔽层，采用带屏蔽层的控制电缆，并将屏蔽层在开关场和控制室两端同时接地，通讯电缆的屏蔽层也应正确可靠相连接地。弱信号导线不得与强电导线共用 1 根电缆，尽可能将它们分开排放，交直流回路禁止共用同根电缆，防止造成相互干扰，或因电缆芯绝缘下降造成短路，使交流电压传入直流回路，烧坏设备的电源模块或输入部件等。
3、二次设备的软件抗干扰措施
二次设备采取的软件抗干扰措施就是通过各种数字滤波把采集到的干扰信号消除或削弱，数字滤波是通过程序实现的，所以在设备选型时就应该考虑，它无需增加硬件设备，只需修改一下软件，增加一些对输入信号进行处理的程序即可。 其功能在一定程度上可以代替模拟滤波器，甚至可以完成其不能完成的功能。 滤波程序有几种，不同的滤波方法可达到改变滤波参数的目的，但对设备的判断和处理速度会产生不同的影响。
结语
随着社会的不断发展，人们越来越迫切的需要更加安全稳定的电力资源来满足日常的生活以及生产。自动化变电站在运行的过程中会受到许多外部因素的干扰，国家电网应该重视对变电站的防雷与抗干扰措施的探究，提高在变电站运行的过程中电气二次设备的抗干扰能力，减少电气二次设备由于外部的因素而出现问题，为电气二次设备的安全运行提供保障。
参考文献
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[4]胡雪艳.综合自动化变电站二次系统的防雷设计[J].浙江电力，2016（3）
论文作者:刘立强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签：变电站论文; 设备论文; 干扰论文; 抗干扰论文; 回路论文; 防雷论文; 电气论文; 《电力设备》2017年第31期论文;