摘要：随着电力行业的高速发展，越来越多的高新技术被广泛应用到电力生产中来。近几年，微机型综合自动化变电所增加迅猛，雷电对变电所系统设备的危害越来越明显。通过分析雷电入侵途径，有必要对变电所低压电源系统的雷电干扰进行系统、深入的研究，找出在低压电源系统防雷方面存在的问题和不足，并进行改进和完善。基于此，本文对变电综合自动化系统防雷措施应用进行分析探讨。
关键词：变电站；综合自动化系统；防雷；措施
我国经济建设的发展速度是突飞猛进的，电力自动化技术也在日臻完善和成熟，进行大型变电站的自动化技术应用的升级改造，必然要投入自动化设备和软件，这是变电站采用高新技术后的必然发展途径。自动化运行管理将是供电企业的经济效益提高的动力和源泉，但是由于自动化设备，尤其是计算机系统部分，对于外界的干扰的敏感性极强，容易在电流和电压的作用下发生故障，特别是雷击，对于自动化系统中的电源、通信回路等的破坏是十分严重的。一旦遭到破坏，不仅自动化设备无法稳定运行，甚至是装置都有可能遭到损坏。
1雷击与干扰对变电站自动化系统运行影响
雷击对变电站的影响，损坏了自动化运行系统中的变送器、执行机构、热电阻等，引起脱硫系统的转速测量出现停转、旁路挡板执行机构异常快开等事故。具体来说，变电站机组控制设备受到雷电的影响导致损坏的事故包括：电源开关被烧毁，机组转速突变、温度突变、振动突变、超保护动作过频，设备跳闸、机组主燃料跳闸等。
控制器、电源模件、网络模件、集散控制系统模件出现故障，控制系统异动，运行设备跳。导致执行结构、变送器、电源等设备的损坏。损坏的模件和仪表有烧毁的痕迹，而且部分的损坏较为隐蔽，从表面看不是很明显。弓}起显示振动、温度、转速等的信号突变，导致保护作用的设备发生跳闸事故。
接地系统的不规范，导致某变电站发生了转速信号超限，最终引起机组跳闸。经过对电缆屏蔽线的检查，发现按照转速表的说明书要求的仪表端子的内部没有按照设计要求进行接地。还是在该变电站的风机温度信号电缆上，发现其电缆屏蔽层在接线盒与盒体的接触的地方法神过了波动并且最终导致风机跳闸。经过DCS改造后，热电偶的测量回路信号发生了波动，记录的曲线表明故障原因是电缆屏蔽层发生了与铠装热电偶测量端接地的故障，导致二点接地。
2防雷原则
通常变电站遭遇的雷击是下行雷，主要来源于两方面，第一，雷电直接击中变电站的电气设备；第二，由于架空线路对于雷过电压感应或者雷过电压直接击中架空线路造成雷电波沿着线路侵入变电站。无论下行雷通过哪种方式入侵变电站，防雷措施必须使其沿着最短的路径释放到大地，由此尽量缩短雷电放电冲击的时间，将雷电冲击波的范围降至最小，从而最大限度的降低备被雷电波及到的设备各个端口的电位差和承受雷电破坏的时间。该过程中被保护的变电站自动化设备应当尽量就近的接入等电位的系统之中，由此来尽力确保变电站自动化设备各个端口电位的等同
3变电综合自动化系统防雷措施应用
3.1电源部分
当前变电站内约有60.00%的事故原因在于电源系统的防雷措施不完善，因此变电站综合自动化系统的防雷措施应当首先从电源部分进行改进。根据《建筑物防雷设计规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中的规定，针对雷电引发的电磁场防护要求和建筑物内部电子系统设备的雷电电磁脉冲防护等级要求，变电站自动化系统可以通过在低压配电系统中使用3级电涌保护器进行防护。将电涌保护器安装在低压配电线路上，由此将级量较高的雷电流在最短的时间内释放到大地上，由此来避免变电站综合自动化系统设备受到电流的攻击。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电涌保护器的另一个作用是吸收高压送电线路开关过程中产生的浪涌电压。电源保护措施可通过1级电源保护、2级电源保护和3级电源保护的方式来完成逐级的防护，由此将雷电流最大程度的控制在变电站综合自动化系统能够接受的电流范围，保障设备的良好运行。
3.2电缆耦合干扰对热控系统的影响较为普遍
如：某变电站机组运行中，所有的参数都较为正常，但是突然发生了汽机振动，导致机组跳闸。根据曲线记录，机组在运行中，曲线显示跳变的节点大约占到了热电阻信号总数的55%。电缆耦合干扰导致的热控系统的异常，归纳原因：检修人员对电缆误操作，引起电缆的电容式加速，带来传感器信号的突变，最终引起跳闸；动电缆和信号电缆在同一层进行铺设，导致二者的距离布置得过小，瞬间产生的电流对设备启动形成了干扰信号，导致电缆的信号发生了突变。屏蔽电缆、轴振探头等的质量问题以及接头松动等带来的信号突变；电源与测量、位置反馈和信号控制合用同一根电缆发生了信号波动和设备启动。
3.3通信通道的防过压措施
3.3.1对采用架空光缆作通信通道的变电站，应避免带钢芯的光缆直接接入光收发设备。应在控制室外将光缆转接为不带钢芯的光缆后，再接入控制室内的光收发设备上。避免感应过电压通过光缆钢芯损坏设备。另外，应将架设光缆的钢绞线在站内可靠与接地网连接，将钢绞线上的雷电流直接引入地网，进而降低感应过电压。
3.3.2对采用电缆作通信通道的变电站，室外通信电缆应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端要接地；对于既有铠带又有屏蔽层的电缆，在室内应将铠带与屏蔽层同时接地，而在另一端只将屏蔽层接地。电缆进入室内前水平埋地10m以上，埋地深度应大于0.6m；非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平埋地10m以上，铁管两端应接地。无论室内、室外，通信电缆应尽可能与强电导线分开排放。同时，在通信电缆末端加装信号电涌保护器，这样针对通信通道形成的防护措施较全面、有效。
3.4二次回路的防过压措施
首先，自动化系统遥测通道采集的模拟量，大多数来自一次系统的电压互感器和电流互感器；遥信通道采集开关量，主要是断路器、隔离开关的辅助触点等；遥控通道输出的开关量，大多数也是对断路器、隔离开关的控制。它们均处于强电回路中，电磁干扰较强，不能直接输入到自动化系统，必须经过光耦合元件、继电器或隔离变压器隔离。采用隔离变压器隔离时，隔离变压器一次、二次中间必须有隔离层和屏蔽层，而且屏蔽层必须安全接地，这样可起电场屏蔽作用，防止高频信号通过分布电容进入自动化系统的相应部件。采用光耦合隔离，在开关量模块的出、入口处各设置一级光电隔离，效果会比较好。其次，二次回路布线时，应考虑隔离，减少互感耦合，避免干扰由互感耦合侵入。控制电缆尽可能离开高压母线，并尽可能减少平行布设长度。避雷器和避雷针的接地点、电容式电压互感器等都是高频暂态电流的入地点，控制电缆也应尽可能离开它们，以便减少感应耦合。
结束语：
随着我国电力系统的迅速发展，变电站自动化设备的广泛应用，防雷保护技术更加强调全方位防护、综合治理、层层设防。变电站综合自动化系统的防雷及过电压保护是一个系统工程，必须有整体防护的思想，采用屏蔽，均压，分流的各个保护，全方面的防雷措施。
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论文作者:杨杰敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/10
标签：变电站论文; 防雷论文; 电缆论文; 雷电论文; 自动化系统论文; 过电压论文; 屏蔽论文; 《电力设备》2018年第36期论文;