白蓮河電廠防雷方案

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1、湖北白蓮河抽水蓄能公司二次設備防雷設計方案武漢希文科技發(fā)展有限公司2011年8月25日目錄1.概述32.二次設備現(xiàn)場勘測報告42.1雷擊過電壓入侵變電站二次設備主要途徑42.2變電站二次設備雷電隱患分析62.2.1中控室的現(xiàn)場勘測情況分析72.2.1.1電源線路雷擊隱患分析及防護72.2.1.2信號線路雷擊隱患分析及防護83.方案設計參照標準及資料94.配置清單101.概述湖北位于長江中下游地區(qū)，屬亞熱帶季風氣候。全年平均氣溫15-17℃，年降雨量大于1000毫米，雷電活動頻繁，年平均雷暴日達56.4天，屬于中雷區(qū)。隨著電力自

2、動化改造的深入，雷電對二次設備的危害更加突出，已經(jīng)引起相關(guān)領導的高度重視，本方案主要針對變電站主控樓內(nèi)二次設備的雷電隱患設計的防雷方案。目的是最低程度降低雷電對二次設備自動化系統(tǒng)的損壞，以此提高轄區(qū)各變電所主控樓內(nèi)二次設備自動化系統(tǒng)安全運行的保障，并將雷電危害減到最低程度。發(fā)電廠、變電所在場站建設時，已經(jīng)安裝了防直擊雷及接地裝置，并且符合戶外設施直接雷擊防護及戶內(nèi)設施接地要求。因此本方案只考慮電廠二次設備感應雷擊防護措施的設計。主要包含二次設備的交、直流電源及通道信號、通訊線路的防雷設計?？紤]到站內(nèi)大部分二次設備都置放在屏蔽性

3、能良好的金屬屏柜內(nèi)，這對阻止雷擊通過空間電磁場途徑入侵屏內(nèi)設備有良好的屏蔽效果。但進出屏內(nèi)的各種線路錯綜復雜，且全部經(jīng)由電纜層，一旦來自一次場地的線路感應雷擊過電壓，則會在電纜層內(nèi)對其它線路產(chǎn)生二次感應雷擊。這種感應過電壓，沿線路串入后對屏內(nèi)各種電子設備的危害不能忽視?；诖?，本方案主要從雷電入侵設備的另一條途徑（線路侵入）來討論二次設備的雷電防護。本方案中采用的防雷產(chǎn)品是武漢希文科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的XWD、XWSB系列產(chǎn)品，此產(chǎn)品已在湖北、江西、湖南、貴州等地電力行業(yè)廣泛應用，并取得了良好的效果。2.二次設備現(xiàn)場勘測報告2

4、.1雷擊過電壓入侵變電所二次設備主要途徑雷電入侵室內(nèi)設備的途徑具體到變電站來講，主要有：交流配電線線路、直流配電線路、以太網(wǎng)絡通信線路、RS485等協(xié)議的網(wǎng)絡通信線路、雷電電磁場等。2.1.1交流配電線路引入雷擊過電壓室外的配電線（高壓或低壓）感應到雷電后，過電壓通過配電線一直傳到用電設備，該過電壓輕則使設備加速老化，重則直接將設備損壞。這里必須說明的是，在高壓入配電室時，變壓器前的高壓避雷器因其分工不同，其殘壓還有20kV左右，對一般電氣設備來講還是太高，變壓器對雷擊過電壓有一定的作用，但不能有效地抑制，因此，雷擊過電壓可通

5、過變壓器傳到低壓配電線路。電廠用的交流電由站用變提供，變壓器的初級直接來自高壓線路，低壓配電線路主要布設在電纜層、電纜溝及電纜井中，線路感應到雷電的幾率及強度都很大，因此，交流配電線路是雷電進入變電站二次設備的主要途徑之一。2.1.2直流配電線路引入雷擊過電壓電廠內(nèi)控制室的測控、保護等主要設備都是220V直流配電，PLC設備工作電源和測量電源為24V直流配電，直流電源線路都是從直流屏通過電纜層、電纜溝等到主控室等地的直流用電屏，部分直流線路還送到了高壓場地，因此，直流線路感應到雷電的幾率及強度都是很大的。由此看來，直流配電線路

6、是雷電進入變電站二次設備的主要途徑之一。2.1.3RS485、以太網(wǎng)絡線等專用通信線路引入雷擊過電壓主控制室的監(jiān)控系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)采用RS485、RS422等協(xié)議數(shù)據(jù)線或以太網(wǎng)絡線（五類線），這些通信線都是在布線層或電纜溝與進出高壓場地的電源線及通信線一起布設，線路間相互感應的幾率很大，因此，這些通信線路也是引入雷電的主要途徑之一。2.1.4雷電電磁場影響雷擊時其周圍產(chǎn)生較強的電磁場，按相關(guān)實驗，0.07GS的磁場使設備不能正常工作，2.4GS的磁場使設備永久性損壞。經(jīng)過現(xiàn)場觀測，變電所的二次設備都集中在金屬機柜內(nèi)（如繼保設備

7、都在保護屏內(nèi)，PLC裝置測量設備在測量屏內(nèi)），這些金屬機柜都有良好的接地，具備良好的屏蔽效果。因此雷電電磁場的影響主要集中在電纜層、電纜溝、布線層及電纜井內(nèi)線路的相互感應。2.1.4地反擊從安全及運行穩(wěn)定性等角度來考慮，電氣設備必須接地！如果雷擊時，設備的接地線路為高電位，而設備的某處因某種原因為低電位，則地線對設備上該點的電位差全部由設備承受，這實際上是地線對設備某點的過電壓，該過電壓也是輕則使設備加速老化，重則直接將設備損壞。這里必須說明的是，地反擊是設備接地線路對設備某點的電位差，如果設備不存在低電位點則不存在電位差，單

8、是地線高電位只能說是“水漲船高”，沒有電位差也就沒有過電壓，當然設備就不會損壞。單獨的一臺設備與外部沒有任何導體連接時為高阻狀態(tài)，此時，設備接地線為高電位，也不會存在電位差。一般來講設備接地線高電位對設備外接的配電線路、通信線等有電位差。說到底，地反擊實際上是地線與電源等線路