浙江地形以山区为主并位于雷电多发区,年平均雷暴日在40天以上。雷电给社会带来了不少危害,浙江省也逐步加大了对防雷接地系统的投入,防护体系也日趋完善。
变电站一次系统和二次系统是一个相辅相承、相互关联的整体,但二次系统的耐过电压水平要比一次系统小的多,如果二次系统的防雷设施不完善,极易由于一次系统对二次系统的雷电反击造成变电站二次控制部分瘫痪而发生变电站毁灭性的事故。 尽管在变电站的设计中加强了对二次设备的防过电压保护。但近几年来,大量的微机保护等在变电站保护、远动的升级中使用,大规模集成电路的耐过电压水平比原来的晶体管电路脆弱了许多,晶体管设备的耐压水平可达到500~1000V,而大规模集成电路的耐压水平不到100V。在对变电站的保护、远动等弱电设备进行升级换代时一定要考虑设备的防过电压措施。下面笔者就在110KV及以上系统中电压互感器二次回路中性点保护用无间隙金属氧化物避雷器的技术条件做初步探讨。
电压互感器作为隔离高低压系统的重要设备其二次回路上必须有一点接地,对连接了多组电压互感器的二次回路上,必须确保只在一点接地,接地点宜选在控制室内。为了更好地保护电压互感器二次回路免受雷电过电压的危害,本文提出可以考虑在电压互感器安装处对其中性点实现附加保护以提高防雷效果,
为方便分析,简单示意图可参考图1。
图1中,电压互感器中性点的保护装置可选用低压无间隙金属氧化物避雷器(简称避雷器)。该避雷器应在PT高压侧的雷电侵入波通过电容耦合到二次回路时可靠动作,并呈现低电阻,使PT二次回路中性点接近直接接地,增大了二次回路的等值电容(与中性点不接地相比),从而降低二次回路上的静电耦合过电压幅值,保护二次回路的安全;而在电网发生接地故障,变电所地网注入最大可能的短路电流产生的ab两点间电位差作用下避雷器不动作,以避免出现多点接地。一般来说设备绝缘水平的提高势必引起生产成本,设备体积呈现几何级数的增长。在现有条件下根据国家电网“两型一化”精神的要求严格控制设备造价和体积,提高设备绝缘水平来增加二次设备的防雷安全水平是非常困难的。为此我们提出以上方案,采用了避雷器保护后,在雷电情况下呈现低电阻(标称电流下小于1.6Ω),对电压互感器二次中性点实现了有效接地。避雷器的保护水平(一般为2300V)低于电压互感器二次回路的工频耐压峰值(一般为2828V)间接地提高了设备的绝缘水平,在投资基本不变的条件下对电压互感器二次回路将具有更大的保护裕度。
现在,防护体系已从单一防护体系转为多级防护,根据数字程控、数字微波、VHF、光电传输、交直流电源等所有微电子设备的不同功能、不同受保护程度确定防护要点和保护等级。采用以上方案后弥补了变电站二次系统的防雷缺陷,也是很好的落实了“整体防御、综合治理、多重保护”原则,力争将雷电产生的危害降低到最低点。
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