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摘要：随着当前我国自动化变电站的快速发展，雷电对变电站综合系统的危害程度不断提升。综合化自动化变电站各个系统抗雷水平较低，雷电的侵入会导致变电站各个系统发生损坏，从而对电力系统的正常运行造成负面影响。本文对综合自动化变电站防雷技术进行探析，提出相关改进措施，旨在促进综合自动化变电站发展建设。
关键词：综合自动化；变电站；防雷技术
近年来，计算机及电子器件在变电站自动化系统中得到普遍应用。微机自动化设备对电磁环境十分敏感，保护它们不受系统操作电磁冲击和雷电过电压的影响，确保自动化设备的安全运行，已越来越引起人们的重视。
1变电站综合自动化系统及防雷概述
1.1变电站综合自动化系统概述
变电站综合自动化是指利用先进的电子信息技术，对传统二次变电站的设备进行优化设计与功能组合，对全变电站的基本路线及主要设备实现自动监视，且在其监控下，通过从根本上实现其调度与保护通信等方式，改善变电站综合自动化系统的运行功能。变电站综合自动化系统的主要特点有：通过采集数据与信息，便于控制与监视设备程序的运作；其应用能够给操作人员提供信息控制及数据采集支持。变电站综合自动化主要由分布式、集中式及分层分布式三种部分构成，共同作用于其系统的运行。如分布式结构是先将计算机的相关设备连接至可共享的资源网络上，再对其进行分布式处理计算。集中式结构采取较强功能的计算机对其数据进行集中式处理、计算。分层分布式结构对变电站二层式（包括控制层次与对象设置）分布进行控制处理，被划分为间隔层、通信层与变电站层。变电站综合自动化系统具有以下几项功能：（1）远方整定功能。在远方整定操作中可明显观察到，在收到修改确认命令前，保护装置系统可按照原定值继续运行（只有接收到命令后，才可重新输入定值运行）。在操作过程中，注意“保护始终退出”命令充当重要角色，此功能提高了供电持续的可靠性。（2）切除保护及远方投入功能。在变电站综合自动化的实际操作应用中，其切除保护功能及远方投入功能与常规连接片相似，即视为软连接片或软件控制开关，且与常规连接片连接。此外，软连接片有效应用于微机保护后，便于实现操作保护程序的标准化。（3）通信功能较先进。变电站综合自动化系统是一种新型应用系统，其通信接口为微机保护在变电站综合自动化系统的必要条件。即是在系统容量较大时，可以依据以太网的使用情况有效、迅速地解决通信问题。
1.2防雷原则
变电站所遭受到雷击主要是下行雷，来源于两方面：（1）雷直接击在电气设备上；（2）架空线路的直击雷与感应雷过电压所形成的雷电波沿着架空线路侵入变电站。雷电无论从何种路径入侵，必须做到使它沿着最短的途径泄放到大地，保证其放电冲击时间最短及冲击波及区域最小，从而降低被冲击波及到的自动化设备的各端口电位差及承受时间。自动化设备应尽可能的就近、就地接入等电位系统内，确保设备的各端口电位相等。
2接地技术探析
一次系统中各类防雷等接地点能够引起电流瞬间变大，所以目前需要连接较多地线布置相关的地网，从而使得瞬变电流能够降低，电位和地网之间能够形成电位差。二次系统属于低频系统，所以需要采取接地措施。在电流接地隔离时需要采集监控系统数据，将自动装置以及微机保护装置的模拟量需要通过输入回路再流经变压器，再输入到自动化系统中。断路器、隔离开关的实际输入量需要经过继电器触点隔离，不同信号电缆需要使用不通电缆，从而使得信号电缆与电力电缆之间有效隔离。电容和非线性电阻之间的电容量较大，电容电流量以及漏电电流量较小，所以通过非线性以及低电压等特点，能够有效抑制电磁脉冲的干扰性。
3变电站综合自动化系统防雷措施
3.1通信系统的防护
变电站二次自动化设备中包括很多网络设备如网卡，调制解调器等。这些设备通过网线和电话线同局域网和广域网相连。所以应该在其通信线路两端加装信号电涌保护器，包括保护电话线的音频电涌保护器和保护网络连接设备的RJ45型电涌保护器，以及在通信设备电源处加设电涌保护器。并针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器，这样能够针对变电站中的网络传输系统就有了一个比较全面的保护。
3.2温度检测系统的防护
对于变电站来说，变压器是整个系统的核心，所有的监视设备和保护设备都是为了使之正常、稳定的运行而设立的，检测变压器异常的最直接方法就是检测变压器的温度，因此，很多的变电站二次综合自动化系统都加入了变压器温度检测的部分。其原理是利用温度传感器和温度控制器组成温度检测回路，并将温度传感器置于变压器上，当变压器温度过高时，由温度控制器、降温风扇和警铃组成的报警降温回路接通，对变压器进行降温，同时报警。当发生雷击时，会在温度检测和报警回路中产生极高的感应电压，烧毁回路中设备。为了保护温度检测和报警回路，应该在温度传感器和温度控制器处安装电涌保护器，对温度传感器和温度控制器进行保护，保证变压器的正常运行。
3.3计量及保护系统的防护
在二次自动化设备中，信号显示、功率计算、异常监测和线路保护的判断依据都是由变电站的电流互感器和电压互感器采样进入的，雷电电磁脉冲很容易从这两种设备侵入二次自动化监控系统造成对电子设备的损坏，甚至造成系统的瘫痪，所以对电流互感器和电压互感器后端的电子设备的保护是至关重要的。为了提高防护质量，应该同电源防护一样进行分级防护，一级防护：在电流互感器或电压互感器的低压侧安装电流、电压互感器型电涌保护器；二级防护：在电流互感器或电压互感器线路进入控制配电柜处安装电流、电压互感器型电涌保护器。如此，经过双层保护，使从互感器窜入的雷电流基本能够控制在线路能够承受的额度之内，从而保证了整个系统的正常运行。
3.4信号采集及控制线路的防护
在监控系统中，不可避免的要有采样信号和控制信号的传递，在变电站二次自动化设备中也是如此，在现有的使用二次自动化设备的变电站中绝大多数是使用串口进行信号传输的，同时通过并口连接打印设备。这就需要我们就计算机的串口和并口两种信号传递端口进行保护，在两种端口前端加设DB9和DB25两种电涌保护器。在信号采集和控制的执行机构前增加控制信号电涌保护器，并且针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器，这样能够比较完善的保护信号采集及控制线路。
4综合自动化变电站防雷技术发展
目前世界电力系统发展变革的主要趋势是智能电网的发展变化，通过建设数字化变电站是完善智能电网发展的重要措施。数字化变电站主要发展特点是实现设备之间的智能化和网络化，智能化设备与网络化设备之间可以交互参数，使得过去传统的控制电缆方式被取代。目前CT电缆以及PT电缆等硬接线使得智能设备需要进一步加强雷击电磁脉冲等防雷措施，使得设备运行中各类网络能够实现电磁兼容。
5结束语
主变中性点加装保护间隙后，给电网运行带来了一些新的问题。本文对此进行了一些探讨，得出的结论是：可以采取退出受电侧线路零序保护及接地距离保护或者调整受电侧线路重合闸方式，既保证了电网的可靠供电又可以保证变压器主设备的安全运行。至于局部双电源网络（如110kV小水电并网的电网）可以考虑加装全线速动线路保护（如光纤差动保护），再配合调整重合闸和备自投方式，也可以达到效果。目前实际电网中已采用退出受电侧保护的方法，有效防止了线路保护“误动作”。
参考文献:
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