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电力10kV开闭所控制系统浪涌保护

来源:互联网   时间:2014-08-11 14:38  阅读:0

  韦龙庆1 谭建康2

  (1、广西柳城气象局,柳城 545200;2、深圳市康普盾电子科技有限公司,深圳 518000)

  摘 要:城市电力10kV配电网开闭所是配电网的的重要组成部分,它直接关系到用户能否安全、可靠用电。本文分析了电力10kV配电网开闭所控制系统雷电及线路浪涌侵入途径,结合当前业界的浪涌保护理念和技术,提出了有针对性的综合浪涌解决方案。

  关键词:开闭所;浪涌保护、电力10kV配网。

  引言

  开闭所二次系统是城市10kV配网的重要组成部分,是确保10kV城市配网安全、稳定、经济运行的重要手段。近年来,随着城市化进程步伐的加快,电力信息化在城市配网开闭所二次系统已得到全面普及,由单一电磁操控转向更高一级的智能自动化系统,加入了RTU(REMOTE TEMINAL UNIT,即远方数据终端,具有遥测、遥信、遥调、遥控功能用于远程监视、控制与数据采集),由安装在10kV高压柜中微机采集装置对高压开关柜进行状态数据采集,通过RS232/485/RJ45与RTU柜相连,达到遥测、遥信、遥调、遥控功能。RTU等新型测量与监控设备,大量采用微电子技术,工作电压低、浪涌耐受能力差,一旦遭遇雷电等浪涌的攻击,将造成系统设备电子元器件性能衰减、寿命下降,严重时会造成设备误动作,如传输或储存的信息会丢失,甚至发生误跳闸等严重事故发生。

  

电力10kV开闭所控制系统浪涌保护

 

  图1 城市配网示意图

  1雷击过电压侵入开闭所的途径分析

  现代化城市供电系统均采用电缆敷设方式,这些城市电力电缆井道一般沿城市道路两旁设计,离城市道路两旁的高楼大厦距离较近。在雷雨天气时,城市内的高楼大厦发生雷击的概率较高。当高楼大厦因发生雷击而对地泄流时,会在以发生雷击事故的大楼为中心,方圆1km的范围内形成瞬间交变强感应电磁场,从而对经过其附近的电力线路造成二次感应。目前10kV开闭所二次设备遭遇浪涌途径主要有以下几种:

  l 开闭所二次系统低压电源线路引入浪涌。开闭所二次系统的直流高频电源是浪涌过电压侵入的主要设备之一,其遭雷击损坏的几率较高。

  l 开闭所二次设备的通信信号线路引入雷电。开闭所二次系统电源、信号线路平行布线,造成电磁干扰。10kV开关柜的微机保护装置信号接口也是雷击等过电压事故高发区,一旦其接口损坏将造成微机保护装置失控,严重影响设备的安全运行。

  l 地电位升高。雷电发生时,开闭所接地不规范主要表现在10kV高压室接地完善,二控制室内的电缆层(或电缆沟内未设置二次接地网,二次设备柜接地悬空(未接地)等,这种现象在开闭所控制系统比较常见。

  2 开闭所二次系统防雷存在的主要问题

  1)控制室接地系统不完善

  根据电力二次系统及二次设备防雷技术规范的要求,开闭所应在控制室内设备柜电缆沟下(或者电缆层内)安装等电位接地铜排,并与开闭所主地网不少于两点以上连接,事实上很多开闭所控制室内均不符合二次系统的接地要求,设备柜内的接地排未接地或接地点不符合要求。

  

电力10kV开闭所控制系统浪涌保护

 

  图2 高频电源柜内接地排未与控制室接地网连接

  2)电源浪涌有隐患

  经过技改后,在开闭所低压配电系统中及直流电源系统中基本上均已安装相应级别的防雷器,相对比较完善。只是这些防雷装置属于电源厂家的设备配套产品,考虑到价格费用原因,用D级防雷器代替B级防雷器,其设置的防雷器技术参数并没有参照相关的技术规范来选型。图3是开闭所低压交流屏自带的防雷模块,该防雷模块只有20kA,作为开闭所二次系统防雷的第一级保护,其选择参数应在40kA-80kA之间。  

电力10kV开闭所控制系统浪涌保护

 

  图3 交流屏内的总电源B级防雷器采用20kK防雷模块,参数明显偏小。

编辑:于得水
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