變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)防雷電措施探討

鄭理森

（閩清縣供電有限公司，福建 福州 350800）

一、雷擊變電站包括兩個(gè)方面

雷擊變電站一般情況包括兩個(gè)方面，其一是雷擊變電站的獨(dú)立避雷針或構(gòu)架，另一方面是雷擊變電站的控制室等建筑的防雷系統(tǒng)。

一般情況下，人們只關(guān)注了對(duì)高壓端的電網(wǎng)的防雷措施的研究，卻忽略了對(duì)400V 以下低壓端的防雷的重視[2]。一般都是在發(fā)電廠和變電所采取的比較多的防雷措施，對(duì)于不同的雷擊有不同的解決方案。現(xiàn)階段因?yàn)樽詣?dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，所以人們形成的經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣就需要進(jìn)行改變。自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)以及微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)都和電網(wǎng)的安全息息相關(guān)。

二、微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)電源防雷電干擾的措施

在低壓側(cè)安裝電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器。依照400V 低壓電網(wǎng)的負(fù)荷狀況，把低壓的氧化鋅避雷器安裝在主要用電設(shè)備和支線路上。

變電站內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的電源需要單獨(dú)來(lái)進(jìn)行連接，不能和辦公區(qū)域和生活通用一個(gè)電源，可以用隔離變壓器來(lái)進(jìn)行隔離。在雷電活動(dòng)比較頻繁的時(shí)候需要時(shí)時(shí)的注意過(guò)電壓作用在低壓電源網(wǎng)絡(luò)上，以免造成微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)損壞。為了避免過(guò)電壓發(fā)生在低壓電源網(wǎng)絡(luò)上，可通過(guò)電纜來(lái)供應(yīng)低壓電源，這樣可以降低雷電對(duì)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的干擾。

為了比避免在中性線在雷電頻繁發(fā)生的時(shí)候帶高壓電，并且讓相電壓升高到線電壓，燒毀微機(jī)系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的模塊。需要對(duì)變電所和電廠的變壓器的中性線來(lái)進(jìn)行接地處理，以及在低壓網(wǎng)絡(luò)的分支處進(jìn)行重復(fù)的接地。這樣中性線就不會(huì)在雷電襲擊的時(shí)候發(fā)生突然斷線的狀況，損壞控制系統(tǒng)。

把雷電浪涌吸收器安裝在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和通信系統(tǒng)上，這樣電感和電容以及避雷器就構(gòu)成了雷電浪涌吸收器的吸收單元。對(duì)高頻雷電脈沖也起到了吸收和過(guò)濾的作用，現(xiàn)實(shí)雷電過(guò)電壓，避免雷電過(guò)電壓的破壞。

三、提高微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的防雷措施

變電站和發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)上采用的防雷措施只能預(yù)防沿著高壓線路入侵的感應(yīng)雷對(duì)和直擊雷對(duì)電氣設(shè)備的破壞。廠用電電壓波動(dòng)和感應(yīng)雷電磁脈沖產(chǎn)生的浪涌沖擊是損壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要原因[3]。要想保護(hù)好電子設(shè)備，就需要設(shè)置防雷保護(hù)裝置。

3.1 電源系統(tǒng)配置浪涌保護(hù)器

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定通過(guò)三級(jí)的保護(hù)措施讓參與電壓逐步降低，這種方法可以有效的抑制雷電電脈沖和外來(lái)雷電波的入侵產(chǎn)生的危害。通常可以在廠用的進(jìn)線柜母排處設(shè)置第一級(jí)的保護(hù)器，各個(gè)廠用電配電柜母排處設(shè)置第二級(jí)的保護(hù)器，第三級(jí)保護(hù)器設(shè)置在直流屏和保護(hù)屏的電源母排處。這種配置的方式可以提升電源防雷系統(tǒng)的能力，但是這種方法的投資過(guò)大。因此可以在第三級(jí)設(shè)置三合一的電源防雷器。保護(hù)器的品質(zhì)和性能直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)，因此，選擇合格的，品質(zhì)優(yōu)良的浪涌保護(hù)器也是十分的重要。

3.2 通訊系統(tǒng)配置信號(hào)防雷器

根據(jù)分層分布式的監(jiān)控系統(tǒng)使用的傳輸介質(zhì)，綜合考慮能提高防雷能力的技術(shù)。信號(hào)線從戶外引到室內(nèi)在接入端應(yīng)當(dāng)設(shè)置對(duì)應(yīng)的信號(hào)防雷器。在室內(nèi)布設(shè)比較靠近窗戶、建筑物立柱的信號(hào)線或者是布設(shè)線路比較長(zhǎng)的，特別是雙絞線，雖然本身并沒(méi)有屏蔽能力，但是也應(yīng)當(dāng)考慮在兩端設(shè)置信號(hào)防雷器。工業(yè)上的電視監(jiān)控系統(tǒng)所使用的戶外電纜引入線、戶外電話線等等都應(yīng)當(dāng)設(shè)置同軸電纜防雷器。場(chǎng)站控制層的通訊管理器和網(wǎng)絡(luò)交換器應(yīng)當(dāng)設(shè)置多口的浪涌保護(hù)器。主控計(jì)算機(jī)如果一旦癱瘓，造成的后果是非常嚴(yán)重的，因此必須在網(wǎng)線入口處使用獨(dú)立的防雷器。若主控計(jì)算機(jī)還有一些其他的連接設(shè)備，還應(yīng)當(dāng)在接入端配置對(duì)應(yīng)的信號(hào)防雷器。

3.3 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部保護(hù)

對(duì)于微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，操作瞬間雷電過(guò)電壓會(huì)損壞系統(tǒng)。因此需要從一維的防護(hù)轉(zhuǎn)變成為三維的防護(hù)，綜合的考慮防雷電電磁感應(yīng)、防直擊雷以及防感應(yīng)雷電波侵入等多種要素。

3.4 使用良好的接地系統(tǒng)

良好的接地系統(tǒng)對(duì)防雷電干擾也很重要，在雷電擊中設(shè)備和導(dǎo)線的時(shí)候，防雷系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電導(dǎo)入大地中，避免設(shè)備損壞和人身傷害。若接地系統(tǒng)不能夠良好的發(fā)揮作用，就會(huì)對(duì)設(shè)備的零件造成損壞，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)微機(jī)到人身的安全。與此同時(shí)防靜電和防干擾的屏蔽問(wèn)題也都需要接地系統(tǒng)必須良好。

3.5 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的外部防護(hù)措施

外部防護(hù)一般可以通過(guò)避雷針將雷電引入大地或者是雷電流被引入大地的時(shí)候?qū)⒗纂姺至鳎@樣可以防止引起過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成損壞。其次，建筑物內(nèi)部的鋼筋等金屬部件也可以做成法拉第籠，這樣也可以起到屏蔽的作用[4]。如果建筑物里的電氣屬于小功率的遙控低壓電子邏輯系，就需要安裝特殊專(zhuān)用的屏蔽網(wǎng)，在屋面形成5x5 或者6x4 的網(wǎng)格。使用避雷帶來(lái)連接均壓環(huán)。均衡建筑物個(gè)點(diǎn)的電位，防止產(chǎn)生電位差對(duì)設(shè)備造成損壞。建筑物接地性能良好也可以再建筑物遭到雷擊的時(shí)候，盡量避免接點(diǎn)電位對(duì)設(shè)備造成的損壞。

總結(jié)：目前，變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，這將會(huì)是變電站未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)和主流。抗干擾的能力強(qiáng)以及可靠性高等特點(diǎn)是它的優(yōu)勢(shì)，而且它保護(hù)簡(jiǎn)單，很適合自動(dòng)化的發(fā)展。自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷和抗干擾不僅僅是簡(jiǎn)單的避雷和防干擾，它也是難度極大要求也很高的系統(tǒng)工程，需要考慮的因素也是多方面的。因此我們一定要從現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)適用，高可靠性，高標(biāo)準(zhǔn)為原則，嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)達(dá)到更好的防護(hù)目的。我們應(yīng)該有防病毒意識(shí)，并且我們應(yīng)該使用正確合理的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而我們才能保證計(jì)算機(jī)的安全性。

[1]張秀云.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)問(wèn)題分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010，（24)

[2]盧德華.張強(qiáng).關(guān)于變電站的設(shè)計(jì)研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊)，2011，（06)

[3]劉永乾.35kV 變電站技改方案探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010，（04)

[4]程漢湘，盧翔智.我國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題思考及對(duì)策[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2010，（03)