變電站二次設備的過電壓損壞以及應對方法

王玲，冉慶柱國網黑龍江省電力有限公司鶴崗供電公司

變電站二次設備的過電壓損壞以及應對方法

王玲，冉慶柱
國網黑龍江省電力有限公司鶴崗供電公司

隨著我國電力系統的不斷升級優化，人們變電站的安全性和可靠性提出了更高的要求，尤其是變電站二次設備的質量安全問題，越來越引起大家都重視，因為變電站的二次設備極容易在過電壓時遭受損壞，本文就變電站的二次設備過電壓造成的損壞原因進行深入研究分析，并在硬件、軟件方面提出相應的一系列應當方法，從而經濟有實惠的解決過電壓損壞的問題，為相關從業人員提供一定的技術借鑒意義。

變電站二次設備；過電壓防護；應當方法

在變電站二次設備的過電壓防護中，隨著電壓的過大或過小，變電站二次設備處于不穩定狀態，有可能引起變電站二次設備的損壞，從而導致停電事故的發生，影響人們的正常生活，在以前的變電站二次設備保護中，主要是保護電磁式測控設備為主體，這種元件的傳統性能就是抗高電壓和高電流，但是隨著集成電路元件的不斷發展，并逐漸應用于變電站的二次設備，雖然對整個變電站的性能有很大提升，但是新型的集成電路電路元件對高電壓和高電流的抗擊能力不強，如果碰到雷擊事件，將會受到極大的威脅，因此在運用這類變電站二次設備中，應當仔細分析可能導致過電壓損壞的因素，并提出相應的防護方法。

1.變電站二次設備過電壓損壞的途徑類型

根據相關經驗和數據分析，可知變電站內二次設備過電壓損壞造成的因素主要有四類，分別是直擊雷破壞、雷電波入侵破壞、感應電磁脈沖損壞、操作電壓過大損壞等四種。

1.1直擊雷。雷擊對于變電站二次設備損壞破壞性最大、最徹底，會通過變電站內構架與地網避雷針的連接，直接加大電網的電壓和電流，接著傳導到二次設備上，對二次設備造成嚴重破壞。

1.2雷電侵入波。雷電的侵入波變電站產生的交流電很強，即使傳導到二次設備中仍有很高的殘余電壓，這些殘余電壓總以破壞二次設備的功能，例如，電源、計量板、交換機等損壞程度最高。

1.3感應電磁脈沖。感應電磁脈沖是指在變電站的線路上或者線路附近有落雷現象出現，在同桿并行電線上，會因此產生過高的電壓或交叉電流，并入侵至變電站的二次設備通信裝置內，使這些二次設備產生誤動，既而造成這些二次設備損壞。

1.4操作過電壓。操作過電壓是指在操作中，由于操作不慎或者操作不規范而引起的過電壓的現象，例如在變電站的開關斷開和連接時，變電站內的電壓值可以達到額定電壓的好幾倍，并且這種情況引起的電壓值可能會比雷電引起的過電壓時間影響時間要長，對變電站內的二次設備的破壞性也更大一些，從而造成二次設備造成不可恢復性損害。

2.變電站內二次設備過電壓損壞原因分析

2.1交流電源

在變電站二次設備過電壓損壞的原因中，由于交流電造成的損壞影響比較大，這是由于電源調度的載波系統容納是只是容量比較低的供電設備，并且在這些二次設備運行中采用的電流一般比較小，雖然受到一定的電阻流量保護，但是由于電阻流量過小，在大的電流沖擊下很容易造成電阻損壞，在保護電阻損壞之后，并沒有任何檢測設備提示這一現象，所以，在實際的運行中，由于電阻遭受破壞，進而就很容易造成二次設備在雷擊下燒毀。

2.2直流裝置

直流裝置在新型的集成電路影響下，對于強電壓和強電流抗擊能力比較差，但是在一般情況下，直流裝置的電壓需要遇到的電壓額定工作值的215倍時，很容易發生二次設備的損壞，雖然在直流的裝置設置內設置有電流電阻保護裝置，但是當雷擊的電流過大時，電阻的防護電阻值將會擴大十幾倍，在從變電站的電壓控制中，強大的電流經過變電站的二次設備，已經超過了電流設備的最高額定值，對二次設備的產生極大的破壞，而直流電源以前常用壓敏電阻作為防護器件，壓敏電阻直流1mA電壓的取值一般選為被保護設備工作電壓的212～215倍，其在額定通流容量下的殘壓往往大于直流1mA電壓的2倍，即為設備工作電壓的4～5倍，因此，在直流電源裝置的壓敏電阻并不能免受高電壓的侵害，雷擊的直流裝置對變電站的二次設備損壞嚴重的原因就是如此。

2.3信號系統

信號系統是指程控交換機上的配電線架，配備的保安單元有常用氣體保護管對整個信號系統安全防過電壓具有重要的影響，其主要的功能是防雷，可以防止超過五百伏以上的電壓，但是在保安單元的常用氣體保護管還沒有起到保護功能時，往往設備就會發生故障，對于氣體保護管的額定壽命，一般是七次左右，而壽命的終結并沒有被及時的檢測到，在這種情況下，很容易在雷擊的條件下，影響整個信號系統的壽命。

3.變電站二次設備過電壓損壞的應對方法

3.1抗干擾措施

在硬件措施上，對于整個電廠的終端設備來說，可以將這些設備的220伏交流電改成直流電的方式，在變電站上，由UPS設備供電換成直流小母線的供電方式，同時，在變電站的輸入端將電源的開關切換、電壓熔斷等裝置進行優化，在變電站進一步改造時，可以將電纜改變成屏蔽電纜，并在兩端接入地線，提高工作組電壓的抗壓等級設置。

在軟件措施上，先從軟件設置入手，將軟件的順動觸點改成常規觸點，在通訊設置軟件中，增加相應的延時模塊，提高信息的甄別抗干擾能力，由于變電站的電磁干擾引起的信號誤傳，所以，將信號的采集設計延遲后，可以提高信號裝置的抗干擾能力。

3.2過電壓防護方案

對于整個變電站二次設備的過電壓方損壞保護，需要設定一個完善的方案，主要從均、分、地、保護、屏蔽、隔離等角度進行方案設置。具體如下：

（1）變電站的電網兩端要符合設計需要和實際要求，對于不合格的電網裝置進行電網相應的改造。（2）在變電站二次設備的高低壓附近，應當根據實際情況安裝相應的防雷、避雷裝置。（3）變電站內的配電設備應安裝相應的電源保護箱裝置。

4.結束語

在變電站的二次設備防過電壓保護中，是一個重大的系統性防護工程，需要各方面的配合制定合理科學的防護方案，并對二次設備造成損壞的來源有一個清楚的認知，從硬件和軟件兩方面進行相應的防護設施準備，最后落實整個變電站二次設備的過電壓防損壞方案。

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