電力自動化系統(tǒng)防雷策略分析

楊輝 聶伍兵

【摘要】現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)逐漸體現(xiàn)自動化特點，構(gòu)成電力自動化系統(tǒng)，滿足社會大規(guī)模用電。電力自動化系統(tǒng)規(guī)模比較大，部分位于特殊的地理位置，經(jīng)常受到自然環(huán)境的干擾，特別是雷擊影響，引發(fā)一系列雷電沖擊問題，破壞電力自動化系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)。因此，本文通過對電力自動化系統(tǒng)進行研究，分析主要的防雷策略，穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動化；防雷策略

電力系統(tǒng)自動化發(fā)展能力越強，對防雷技術(shù)的要求越高，實際部分地區(qū)在電力防雷方面，存在諸多缺陷，影響電力自動化系統(tǒng)的防雷效果。電力自動化系統(tǒng)內(nèi)存在諸多設(shè)備，額定電壓較低，對信息傳輸具有一定選擇性，嚴重干擾外界環(huán)境，如果遇到雷雨季節(jié)，較容易引發(fā)雷擊干擾，降低電力自動化系統(tǒng)的運行效率。由此可見：提高電力系統(tǒng)的防雷水平，有利于電力自動化系統(tǒng)的發(fā)展，針對電力系統(tǒng)的實際情況，提出可靠的防雷措施。

1電力自動化系統(tǒng)的防雷技術(shù)

結(jié)合電力自動化系統(tǒng)的實際防雷措施，分析電力自動化系統(tǒng)內(nèi)比較常見的防雷技術(shù)，如下：

１.１電阻接地、屏蔽

電阻既可以起到防雷作用，也可以影響防雷技術(shù)的作用，所以必須正確對待電阻問題，利用接地、屏蔽的方式，規(guī)劃防雷策略[1]。第一，電阻接地，接地是防雷處理的必須環(huán)節(jié)，有效降低接地電阻值，確保電阻值的最小狀態(tài)，提升過電壓水平，電力自動化系統(tǒng)內(nèi)的動力設(shè)備，利用接地網(wǎng)的方式連接，保障其處于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，由此可在很大程度上提升防雷能力，實現(xiàn)環(huán)形防雷，配合保險器，達到防雷的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，雷電發(fā)生時，均衡分配雷擊電位，正常隔離電力自動化系統(tǒng)與雷擊，防止雷擊放電；第二，電阻屏蔽，防止雷擊產(chǎn)生電磁，干擾電力自動化系統(tǒng)，造成運行壓力，系統(tǒng)設(shè)備對電阻屏蔽的要求比較嚴格，必須借助屏蔽網(wǎng)，在保障線路多點連接的狀態(tài)下，實現(xiàn)電纜屏蔽，電力自動化系統(tǒng)的室內(nèi)、室外部分，防雷技術(shù)不相同，室內(nèi)防雷按照正常標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，室外防雷時，首先將線路改為屏蔽電纜，實行接地處理，合理設(shè)置埋入深度，最大化發(fā)揮屏蔽效果，提高防雷技術(shù)水平。

１.２過電壓保護

過電壓保護主要應(yīng)用在載波機方面，載波機較容易受到雷擊影響，組成構(gòu)件防雷能力低，所以通過過電壓保護的方式，提高載波機的防雷能力，提升電力自動化系統(tǒng)的防雷水平。將壓敏電阻安裝到載波機上，感應(yīng)外部電壓，發(fā)揮防雷效益，重點考慮載波機的保護裝置，有效保護電力自動化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。例如：某電力公司處理防雷問題時，綜合考慮電力自動化系統(tǒng)的運行實際，在載波機內(nèi)安裝防雷保護部件，防雷性能稍弱的裝置實行高級防雷，如通信部分、信號線等方面，該電力工程積極利用過電壓保護，還可實時檢測電力自動化系統(tǒng)的過電壓保護，一旦發(fā)現(xiàn)失效部分，主動報警，記錄過電壓保護實況，避免過電壓保護失效，發(fā)揮過電壓保護的優(yōu)勢。

２系統(tǒng)防雷策略對TVS管的應(yīng)用

TVS管應(yīng)用屬于新型防雷，更能滿足電力自動化系統(tǒng)的需要。TVS管可在瞬間抑制電壓，防止雷擊產(chǎn)生能量過高，沖擊電力自動化系統(tǒng)。TVS管傳輸速度非常快，迅速實現(xiàn)高阻到低阻的轉(zhuǎn)化，瞬間吸收浪涌，控制兩極電壓，保護電力自動化系統(tǒng)內(nèi)的元件，避免遭遇浪涌沖擊。電力自動化系統(tǒng)內(nèi)存在較多抗沖擊能力非常弱的電子設(shè)備，即使存在很小的電壓，也會造成設(shè)備損壞，雷擊過程中不僅產(chǎn)生高強電流，還會引發(fā)不同程度的電磁感應(yīng)，如果電子元件沒有實行防雷保護，很容易導(dǎo)致電子設(shè)備故障、損壞，所以利用TVS管，改善電子設(shè)備的工作環(huán)境，有效保護電力自動化系統(tǒng)[2]。TVS管防雷具有正向、反向兩方面的特點，其在正向上類似于二極管，反向類似雪崩器件。工作原理為：雷擊發(fā)生引發(fā)瞬態(tài)電流時，形成強度脈沖，此時TVS內(nèi)的電流會自主變動，實現(xiàn)“ID→IR”，表現(xiàn)為電流值上升，TVS兩極加載的電壓，在高壓作用下，擊穿UBR，連帶擊穿TVS管。雷擊狀態(tài)下的雷擊電流迅速達到高峰，由于TVS管的作用，兩端電壓控制在最大接收電壓預(yù)設(shè)值以下，脈沖電流根據(jù)相關(guān)指數(shù)，呈現(xiàn)衰減狀態(tài)，TVS管兩端加載的電壓也隨之表現(xiàn)出下降趨勢，最終恢復(fù)原始狀態(tài)，進而保護電力自動化系統(tǒng)內(nèi)的電子設(shè)備，避免遭受強雷擊脈沖攻擊。

TVS管在電力自動化系統(tǒng)防雷策略中的特點明顯，分析各項參數(shù)優(yōu)勢，如下表1，不僅提升電力自動化系統(tǒng)的防雷能力，同時應(yīng)用在電力防電磁干擾領(lǐng)域，在電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

表1TVS管的參數(shù)優(yōu)勢

３分析綜合防雷措施

雷電種類多種多樣，造成的破壞和危害程度大不相同，根據(jù)電力自動化系統(tǒng)遭受的雷擊影響，基本可以分為三類雷擊破壞：感應(yīng)雷電、直擊雷和球形雷。基于雷電的干擾和沖擊，為提高電力自動化系統(tǒng)的防雷能力，規(guī)劃防雷措施，提出綜合防雷策略，以此保障電力自動化系統(tǒng)處于安全運行的環(huán)境。

以某地區(qū)電力防雷為例，分析綜合防雷措施的應(yīng)用。該地區(qū)地勢高，環(huán)境特殊，受雷擊感應(yīng)影響較明顯，比較常見的為靜電干擾，該地區(qū)地勢與雷云距離較近，在室外電力自動化系統(tǒng)的裝置、線路、桿塔等部分形成異性電荷，感應(yīng)出電荷，雷云放電時，電力自動化系統(tǒng)擺脫電荷束縛，電荷以電流的形式，沿著電路系統(tǒng)傳遞，電流傳輸中，感應(yīng)形成電磁場，致使金屬設(shè)備出現(xiàn)高電壓，毀壞電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備，提升周圍環(huán)境的危險系數(shù)，促使該地區(qū)的電力自動化系統(tǒng)經(jīng)常面臨雷擊危害，造成巨大的經(jīng)濟損失[3]。為保障電力自動化系統(tǒng)安全防雷，該地區(qū)利用綜合防雷策略，加強雷擊控制，保護電力系統(tǒng)。以電力自動化系統(tǒng)為整體，充分發(fā)揮綜合防雷策略預(yù)防、治理與保護的特點，首先該地區(qū)將屏蔽、接地的策略作為基礎(chǔ)防雷措施，合理按照避雷器，最主要的是實現(xiàn)三點接地，同時采取適當(dāng)過電壓保護；然后將抗干擾能力低、防雷效果差的設(shè)備進行過電壓保護，該地區(qū)改進原有電力自動化系統(tǒng)，安裝載波機，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，科學(xué)選擇對應(yīng)防雷設(shè)備的型號；最后替換原有信號線保護裝置，該地區(qū)選擇XGBZ-II型設(shè)備，強化保護信號線，發(fā)揮有效的保護措施。該地區(qū)綜合利用效果明顯的防雷措施，電力自動化系統(tǒng)的防雷效益明顯提升，與該地區(qū)未采用綜合防雷策略的電網(wǎng)系統(tǒng)相比，基于綜合防雷策略下的電力自動化系統(tǒng)，具備更加強勢的運行方式，不僅有效抗擊雷擊干擾，更是快速分散雷擊風(fēng)險，保護設(shè)備安全運行[4]。因此，為發(fā)揮各項防雷策略的效益，可通過綜合途徑，利用相互補充、互相彌補的方式實行防雷處理，避免出現(xiàn)防雷盲區(qū)和缺陷。

綜合防雷措施利用時，必須要注重配合，不能過度偏向某一類防雷技術(shù)，避免影響防雷效益，保障綜合性，將綜合防雷策略的效益發(fā)揮到最大。防止雷擊對電力自動化系統(tǒng)的影響，著實提升系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，確保電力系統(tǒng)的社會地位。

4結(jié)束語

科學(xué)的防雷策略可以提升電力自動化系統(tǒng)的運行能力，體現(xiàn)防雷技術(shù)的效益，穩(wěn)定電力系統(tǒng)，避免雷害危機。根據(jù)電力自動化系統(tǒng)的實際情況，選擇合適的防雷措施，迅速找出雷擊多發(fā)區(qū)和防雷弱點，利用有效的防雷技術(shù)，完善電力自動化系統(tǒng)的防雷處理。提高電力自動化系統(tǒng)的防雷能力，營造安全的供電環(huán)境，保障電力質(zhì)量。

【參考文獻】

［１］于振波.高壓輸電線路防雷技術(shù)探討[J].山東氣象,2011(02):34-36.

［2］馬力強.電力系統(tǒng)自動化防雷對策[J].黑龍江科技信息,2012(07):12-14.

［３］林健榮.防雷產(chǎn)品的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢概述[J].科技廣場,2012(07):37-39.

［４］陶勁松.淺析電子系統(tǒng)防雷[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2012(01):119.

［責(zé)任編輯：曹明明］