浅析电力系统一次、二次设备的防雷

浅析电力系统一次、二次设备的防雷 第31卷第9期 2009年9月 华电技术 HuadianTechnology Vo1.31No.9 Sep.2009 浅析电力系统一次,二次设备的防雷 张红 (山东电力高等专科学校,山东济南250002) 摘要:从电力系统一次设备的防雷人手,探讨一次,二次设备防雷之问的关系,提出了一些具 体的防雷保护措施,指出 电力系统一次,二次设备的防雷保护只有形成一个完整的防雷保护体系,才能更好地保证电 力系统的安全,稳定运行. 关键词:一次设备;二次设备;雷害;防雷 中图分类号:TM863文献标志码:B文章编号:1674—1951(2009)09—0066—01 电力系统是由一次,二次设备及用户构成的一 个统一的整体.一直以来,雷电是危害电力系统安 全可靠运行的重要因素之一,电力系统遭受雷击时, 雷电流不仅直接作用于一次设备,而且会通过各种 耦合途径或通过接地网进入二次回路,对二次设备 构成威胁.因此,电力系统一次,二次设备的防雷并 不是各自孤立的,而是一个统一的整体.目前,随着 科学技术的发展,电力系统一次设备的防雷措施已 本文 经比较完善,但二次设备的防雷却还很薄弱. 从电力系统一次设备的防雷人手,探讨一次,二次设 备防雷之间的关系. 1电力系统一次设备雷害来源及防范J 1.1直击雷 直击雷是指雷云对大地或地面上的物体直接放 电的现象.雷直击时,雷电电压高达数百万伏,瞬间 电流可达10万A,一次雷电的放电时间虽然只有 0.01S左右,但释放的能量却大得惊人,巨大的雷电 流不仅会产生很强的热破坏效应,还会引起显着的 机械破坏. 目前,发电厂,变电所的直击雷主要由避雷针 (线)防护,l10kV及以上线路由架空地线保护,35 kV线路由进线段保护;使用直击雷防护装置 时,不仅要使被保护物处于它们的保护范围内,而且 要注意防止雷电流通过引下线泄放人地时,由于大 地电阻及其自身电感的存在使其电位升高而对周围 设备发生反击.这些装置的使用使电力系统一次设 备遭受雷电直击的概率很小. 1.2感应雷 感应雷是指直击雷发生时由于静电感应或电磁 感应而产生的雷击,通常称二次雷击.感应雷虽然 没有直击雷猛烈,但发生的概率较高.一方面雷云 收稿日期:2009—05—12 通过静电感应,在设备及线路中积累一定的与雷云 极性相反的电荷,当雷云放电消失后,这些静电荷突 然释放,从而形成感应雷过电压;另一方面是雷电流 通过直击雷防护装置的接地引下线泄人大地时,巨 大的雷电流在周围空间会产生强大的剧烈变化的电 磁场,使处于其中的设备出现感应过电压.实际上, 感应雷静电分量的破坏力数倍于电磁分量.目前, 电力系统针对感应雷的防护主要集中在线路上,主 要有安装避雷装置,加强线路绝缘,装设自动重合闸 装置等措施,不同线路采取的防雷措施也不相同. I.3侵入波 远处的落雷(有可能是直击雷也可能是感应 雷)会在高压输电线路上产生过电压,这些过电压 以波的形式人侵发电厂或变电所,是威胁电力系统 设备安全的主要因素.目前,发电厂,变电所在各级 电压母线上都装有避雷器,能有效地限制雷电入 侵波. 2一次设备落雷对二次设备影响及抑制 电力系统的二次设备通过测量,控制,通信线路 及其他电缆与一次设备相连.雷击不仅会对电力系 统的一次设备产生较大的影响(引起线路过电压从 而造成线路对地或相间闪络,损坏变压器及开关设 备等),而且还会危及二次设备的安全.近年来,随 着电网自动化水平的提高,以微电子为主要元件的 二次设备的应用越来越广泛.这些微电子装置在性 能不断提高的同时,耐过电流和雷电压的水平却越 来越低,当电力系统一次设备落雷时,会通过各种耦 合途径或通过接地网进入二次回路,对二次设备构 成威胁引. 2.1直击雷对二次设备的影响及抑制 电力系统直击雷防护装置的使用,使电力系统 一 次,二次设备遭受雷电直击的可能性很小.当雷 电流通过直击雷防护装置的接地(下转第74页) ? 74?华电技术第31卷 案,2台600MW机组可以节省投资约2000万元,2 种运行电耗大致相当. 4结束语 通过对石灰石一石膏脱硫机理的研究发现,采 用海水作为石灰石一石膏脱硫系统工艺水主要来源 是可行的.采用此种方案,对于缺乏淡水的海滨电 厂来说,不仅可以节省海水淡化系统初投资,且可以 在不影响脱硫系统功能正常发挥的前提下大幅度降 低淡水消耗,节约宝贵的淡水资源,具有良好的经济 和社会效益. 参考文献: [1]杨佳珊,黄涛.火电厂废水处理后回用于烟气脱硫系统 的可行性[J].东北电力技术,2007,28(11):35—37. [2]刘艳,焦晓峰,温高.湿法烟气脱硫机理探讨[J].热 力发电,2006,35(1):25—27. [3]李守信,于军玲,纪立国,等.石灰石一石膏湿法烟气脱 硫工艺原理[J].华北电力大学学报,2002,29(4):91— 93. [4]韩琪,李忠华.石灰石/石膏湿法烟气脱硫的化学过程研 究[J].电力环境保护,2002,18(1):1—3. [5]杨运华.石灰石湿法脱硫反应的动力学数学模型与求解 [J].工程设计与研究,2006,37(2):25—28. (编辑:白银雷) 作者简介: 黄涛(1978一),男,湖南邵阳人,工程师,从事烟气脱 硫,脱氮等电力环保设计研究方面的工作. <>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>’<& gt;?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?< ;>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>? <>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?<>?? ?<>?<>’<>?<>?<>?<>?<>?<>? (上接第66页)引下线泄人大地时,雷电流会通过 电缆沟中的地线,致使电磁感应在电缆沟中的各种 动力电缆,信号电缆,控制电缆上产生感应过电压, 造成与这些电缆相连的二次设备的损坏.另外,巨 大的雷电流通过地网时,会使地网电位迅速提高,造 成反击事故.为了减小这2种情况下对二次设备的 损坏,可沿电缆沟两侧(外侧)铺设分流地线,电 缆沟内采用对称结构的地线,使雷电流产生的电磁 场相互抵消.同时,应尽量降低接地网的接地电阻, 使其符合规程的电阻值.可以采用尽可能短 的,截面较大的或扁而宽的接地引下线,较密的接地 网及高压设备各相接地线互相连接等.在接地电阻 很难达到要求的特殊地区(如山区),应该建立均压 等电位系统,这样,在发生雷击时虽然局部地电位很 高,但加在二次设备上的电位差几乎为零,从而可以 有效避免二次设备的损坏. 2.2感应雷对二次设备的影响及抑制 感应雷不仅会对一次设备产生威胁,而且也会 通过静电感应和电磁感应在各种通讯,远动,保护的 电缆上产生暂态过电压,损坏二次设备.为了防止 感应雷过电压,应加强屏蔽.在电缆沟铺设屏蔽线 或使进入厂(站)的电缆全部使用屏蔽电缆J,并将 屏蔽层可靠接地.从屏蔽高频电磁干扰出发,如果 其长度过长(接近A/4),应由单点接地改为多点接 地,至少应在2个端点接地,这样,还可以减少屏蔽 层间的静电耦合. 2.3侵入波对二次设备的影响及抑制 过电压波由高压输电线路侵入发电厂,变电所 时,也可能通过互感器作用到二次设备的接口,或沿 厂(所)用电源线路入侵N---次设备电源,也还可能 沿通信线路入侵到通信装置,使设备误动,可能导致 接收和发送端模块损坏.可以在TV输出端,厂 (所)用变压器的低压侧及二次系统的电源处加装 相应电压等级的金属氧化物避雷器;在微机保护和 综合自动化装置的电源前串接隔离变压器,加装对 地电容进行雷电波的吸收.隔离变压器不仅可以隔 离雷电波,还可以防止电位浮动,从而根治反击.另 外,还可以在微机保护和综合自动化装置的电源前 边串接浪涌吸收保护器. 3结论 总的来说,我国目前电力系统一次设备的防雷 措施是可靠的,但随着电力自动化进程的快速推进, 这些措施远不能满足雷电对二次设备冲击的防护, 必须设计更加完善的系统并选用恰当的雷电防护产 品,使电力系统一次,二次设备的防雷保护形成一个 完整的防雷保护体系,才能更好地保证电力系统的 安全稳定运行. 参考文献: [1]江日洪,张兵,罗晓宇.发,变电站防雷保护及应用实例 [M].北京:中国电力出版社,2004. [2]吕家安.综合自动化变电站二次系统防雷措施的探讨 [J].广西电力,2005,28(5):35—39. [3]王杰.配电所微机自动化系统防雷概述[J].电力学报, 2005,20(2):195—199. [4]陈贤彬,明哲.变电站二次系统防雷保护初探[J].广东 电力,2004,17(5):14—18. (编辑:白银雷) 作者简介: 张红(1971一),女,山东济南人,副教授,工学硕士,从 事电力系统专业教学及电力系统运行控制方面的研究工作.