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變電站二次控制系統(tǒng)雷電過電壓損壞實例分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):142
核心提示:

  大規(guī)模集成電路在變電站保護、遠動、通訊升級中的使用,對變電站二次系統(tǒng) 的過電壓保護提出了新的要求,本文通過220kV變電站雷電反擊變電站二次控制系統(tǒng)的實例分析,闡述了對變電站二次系統(tǒng)過電壓防護的見解。

  1 概述

  變電站一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)是一個相輔相承的整體,其相互關聯(lián),但二次系統(tǒng)的耐過電壓水 平要比一次系統(tǒng)小的很多很多,如果二次系統(tǒng)的防雷設施不完善,極易由于一次系統(tǒng)對二次系統(tǒng)的雷電反擊造成變電站二次控制部分癱瘓而發(fā)生變電站毀滅性的事故。

  變電站的一次防雷系統(tǒng)落雷時,會產生兩方面的影響:一是雷電流要通過變電站的地網瀉入大地,在地網上會產生一定的沖擊電位,在嚴重的情況下,會在部分設備上產生一個電位差 而損壞設備;二是雷電流通過防雷裝置的接地引下線入地時,會在周圍空間產生強大的暫態(tài) 電磁場,從而在各種通訊、遠動、保護等的電纜,甚至是主控室內的弱電部件上產生暫態(tài)過電壓,損壞這些弱點設備。

  盡管在變電站的設計中加強了對二次設備的防過電壓保護,但近幾年來,大量的微機保護等 在變電站保護、遠動、通訊的升級中使用,大規(guī)模集成電路的耐過電壓水平比原來的晶體管 電路脆弱了許多,晶體管設備的耐壓水平可達到500~1000V,而大規(guī)模集成電路的耐壓水平 不到100V。所以在對變電站的保護、遠動、通訊等弱電設備進行升級換代時一定要考慮設備的防過電壓措施。

  在1998年一年的時間中,大同供電分公司先后有3個變電站的主控室由于變電站的一次系統(tǒng) 防雷設備落雷而損壞微機保護、遠動、通訊等設備,影響了電力生產的正常進行。分析這幾 次變電站弱電設備損壞的原因,主要是由于變電站的二次設備在更新?lián)Q代過程中,為了提高 設備的功能和性能,使用了大規(guī)模的集成電路,但這些設備的防過電壓能力由于大規(guī)模集成 電路的使用而變的相當?shù),在變電站二次設備更新?lián)Q代的過程中對其防過電壓的措施未能及 時完善,這樣一旦變電站一次防雷設備有雷電流流過,就極有可能對變電站的二次系統(tǒng)造成損壞。

  下邊重點對大同北郊220kV變電站的微波塔落雷后對變電站二次系統(tǒng)的損壞情況進行分析,同時對變電站的二次系統(tǒng)過電壓防護提出一些見解。

  2 北郊變電站二次系統(tǒng)損壞情況及防雷現(xiàn)狀

  1998年7月4日16:42時,下雨并伴隨雷電,北郊變電站中央信號屏警鈴響,大北231開關重合閘動作,220開關呼喚,微機保護故障,234開關微機保護故障光字牌亮。234開關102屏CPU1巡檢中斷,有報告燈亮;220開關保護屏CPU1巡檢中斷,有報告燈亮;231開關102屏重合閘啟動,有報告燈亮;103屏巡檢中斷,有報告燈亮,負荷監(jiān)測微機死機。匯報調度時發(fā)現(xiàn) 省調、地調電話全部中斷,打印事故報告時,不能打印。

  2.1 設備損壞情況

  2.1.1 微機保護裝置損壞情況

  (1)220開關打印機,人機對話CPU0板、高頻插件CPU1板損壞。

  (2)231開關102屏打印機,人機對話CPU0板,綜重插件CPU4逆變電源損壞。

  (3)234開關102屏打印機,人機對話CPU0板,高頻插件CPU1板另序插件CPU3板損壞。

  2.1.2 遠動設備損壞情況

  遠動變送器損壞均是工作電源部分,變送器的電源板上電源變壓器、橋式整流電路、三端穩(wěn)壓器等均燒壞。與二次PT和CT連接部分A、C相測功板完好無損;與RTU連接部分變送器輸出 電路有不同程度的損壞現(xiàn)象。

  RTU中模擬量輸入處理模件板、鍵盤顯示器接口模件板從外觀上看已嚴重損壞,其它板件也有不同程度損壞。

  遠動專用UPS事故后處于故障狀態(tài),后經試驗發(fā)現(xiàn)無法進行交直流自動切換,控制部分損壞 。

  2.1.3 保護錄波器損壞情況

  3臺微機保護和220kV微機錄波器也受到雷擊,其中大北線、北高線、220kV旁路各有一臺微機保護的人機對話插件損壞,CPU插件也有不同程度損壞,220kV微機錄波器的后臺機(486工 控計算機)主板也擊壞。

  2.2 北郊變電站接地防雷情況

  (1)北郊變電站的接地網接地電阻為:0.4Ω,合格。

  (2)站內共有4根獨立避雷針,主要分布在35kV設備區(qū)和主控室的周圍,其與主地網不連通,相互的距離也大于規(guī)程要求的5m,接地電阻在合格范圍。220kV設備區(qū)有6根架構避雷針,110kV設備區(qū)有8根架構避雷針,架構避雷針的接地與主地網連通。

  (3)微波塔位于主控室的旁邊,其本體接地電阻為2.2Ω,合格。由于其與主地網和主控室的 距離較近,所以其與主地網相連通。

  (4)220kV、110kV母線1號、2號主變的220kV、110kV側加裝了氧化鋅避雷器,35kV母線、1號 、2號主變的35kV側加裝普閥式避雷器。

  (5)進入主控室的電纜,110kV使用了銅屏蔽電纜,35kV、220kV側未使用屏蔽電纜。

  (6)地網的各點連通情況使用萬用表測量連通情況良好。

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