變電站自動化系統的防雷保護

張 明，張振嶸

（廣東電網有限責任公司 廣州供電局，廣東 廣州 510000）

0 引 言

變電站廠區處于戶外環境工作，很容易受到天氣等外在因素的影響，這對變電站運行的安全系數和穩定性而言十分不利。為保障110 kV變電站可以為人們提供正常的供電服務，工作人員要針對變電站運行的實際情況，落實好電氣設計和相關的防雷保護工作。若想要降低工作難度，可以選擇在現有的技術基礎上合理進行優化設計，這樣不僅能夠提升110 kV變電站的自我防控水平，還能有效延長其使用壽命，為社會供電帶來更穩定的保障。

1 變電站自動化系統防雷保護分析

1.1 防雷保護原則

在設計變電站自動化系統防雷保護計劃時，工作人員需要掌握雷電入侵的主要途徑[1]。電力資源是我國社會各方面發展的重要能源，保護電能是各行業發展的主要需求，但即便工作人員落實了保護策略，自然環境和天氣依舊會對110 kV變電站的運行產生明顯影響。尤其是變電站一旦遭遇雷擊，對其安全穩定性產生影響是必然情況，也會產生不必要的財產損失，對變電站整體工作壽命的影響十分巨大。面對此種情況，采取有效手段對變電站進行保護很有必要，主要目的是減少變電站遭遇雷擊的概率[2]。通常情況下，變電站設備不會直接遭受雷擊，而是會通過信號入侵，即雷電沿著通信網入侵之后，導致通信設備的電壓不正常。

防雷保護工作的落實原則就是盡可能實現自動化[3]。自動化系統防雷應綜合使用多項技術，如攔截、均壓、分流以及屏蔽等，最終構成比較完整的防雷體系[4]。這一體系應具備雷電防護分區保護和分級確定的等級要求，同時需要保護的電子信息系統也要盡可能與接地保護設施相連接。

1.2 電源的防雷保護

60%左右的變電站雷擊事故都是由于防雷保護工作不到位導致的。對此，在自動化系統防雷保護工作當中，工作人員需要盡可能提高對變電站電源的防雷保護。具體工作落實可以按照相關標準與規范當中的需求，針對變電站低壓配電系統，選擇3級電涌保護器，在遭受雷擊的第一時間就能將大部分雷電流放至大地，達到躲避雷擊的防護效果。不僅如此，電涌保護器還能夠吸收出變電站電源中的誤輸入電壓和開關高壓送電線路中產生的浪涌電壓等[5]。通常情況下，變電站的電涌保護器需要承擔的電流都會超過本身能夠承受的雷電流。因此，選擇信號電涌保護器時，工作人員需要按照變電站本身線路工作的頻率、傳輸介質、速率、寬帶以及電壓等參數，選擇能夠與之相匹配的器件。

1.3 信號的防雷保護

首先，變電站通信線在引入雷電后，設備與通信線之間會產生電位差，這對通信口產生的影響較大，最終通信裝置也會受損。為了避免產生此類問題，工作人員可以在主控室內遠動工作站到通信機房兩路通道當中安裝兩套SDY-A1模擬通道防雷器，即選擇合理設備配合變電站防雷工作。其次，將直流電源防雷器安裝在電源的進線處。最后，促使計算機和后臺控制器之間的連接都通過串口，即將串口隔離器安裝在變電站端口之前。在進行此項操作時，需要控制光隔離電壓≥500 V，隔離電阻＞10 MΩ，瞬時隔離電壓≥7 000 V[4]。

除了上述幾種方式之外，具體工作還可以某110 kV變電站的防雷保護工作為例[6]。該變電站的通信設備網絡線路敏感度較高，工作人員的主要工作是避免設備受到靜電放電、電源和雷電感應過壓等情況的干擾產生損壞，在變電站網絡線兩端都安裝網絡防雷器。此外，在為變電站安裝GPS信號接收天線時，工作人員在保障安裝位置可以接收到信號的同時，使用金屬支架進行固定，在充分考慮雷擊影響之后才確認了GPS信號接收器的最終安裝位置。不僅如此，該變電站工作人員還需保障建筑物和GPS信號接收天線之間的距離＞2 m，且信號接收天線也比防雷帶低。

1.4 接地的防雷保護

通常情況下，變電站接地網都是一次設備使用。在保障接地線安全的前提下，工作人員應盡可能縮短接地線，目的在于降低損失電壓。需要注意的是，信號接地不能與交流接地和安全保護接地等混接，而是應該嚴格落實絕緣工作，匯成接地母排之后再與接地網相互連接。自動化設備也要盡可能共用接地，以方式展開工作時，即使變電站遭遇雷擊，電子插件也不會產生明顯的電位差。

2 變電站自動化系統的防雷保護措施實例分析

2.1 變電站基本情況

某110 kV變電站中的主變有兩臺，其中一臺的容量為6 300 kVA，另一臺容量達到了5 000 kVA[7]。由于該變電站設備位于戶外，因此線路安裝采取的形式為架空形式，以“一進一出”的方式安裝。此外，該變電站中還安裝了戶內開關柜。

高變電站內部的接線情況比較復雜，遭受雷擊或者雷雨云放電擊中附近環境，都會直接產生沖擊過電壓，最終電磁感應和靜電之間產生的沖擊過電壓也需要面臨通過與系統相連的接地系統等，最終就會產生比較嚴重的雷擊事故。

2.2 防雷保護措施

在該變電站的防雷保護工作中，工作人員選擇將電源安裝在供電線路上，一旦發生雷擊事故，則產生的電流能夠直接泄放入地，同時瞬間過電壓也可以被控制在安全的范圍之內[8]。此外，該變電站應對信號防雷輸入端接線和輸出對地接線的線徑也進行了嚴格控制，具體如表1所示[9]。

表1 輸入端引線線徑和輸出端對地引線的線徑

2.3 接地技術措施

該變電站的接地工作落實始終堅持共網不共線，同時嚴格控制防雷接地和共用接地參數與規定一致，若與標準不符立即要求工作人員檢修維護[10]。

3 結 論

未來在110 kV變電站的防雷保護設計當中，工作人員需要盡可能保障工作計劃制定的科學性，同時也要與110 kV變電站的實際運行情況相適應。不僅如此，防雷計劃的制定還要盡可能與變電站所處區域的環境和天氣變化規律等因素結合起來，保障工作落實的科學性。