孙磊翟晓超郑鲁星
山东网源电力工程有限公司山东淄博250118
摘要：我国电力行业发展的速度越来越快，而且在电力系统建设方面也逐渐趋于完善，尤其是自动化的设备以及应用系运用，有效提升电力系统的工作效率，同时对电力系统中各个元件精度提升也带来积极作用。其中在防雷方面需要引起高度注意，二次设备中线路、接地线路以及通讯线路作为雷击进入重要途径，不仅可以提升雷击的概率，而且还会对电力系统的安全性带来威胁。因此，为了进一步提升二次设备可靠性，需要加强对二次设备防护工作。在本文中主要分析变电站中二次设备具体防雷的方式，希望能够对电力系统的安全性提供帮助。
关键词：电力系统；变电站；二次设备；防雷措施；分析
1导言
国家电网电力系统建设中，变电站是一个重要的生产单位，它担负着电网建设中举足轻重的作用。在变电站中，二次系统更是扮演着重要角色，例如：系统监控，实时操作，人机交互等作用。目前，主流的变电站二次系统区分方法是：数字化站，常规变电站，本文重点分析常规变电站的二次系统建设。
2实施内容
2.1前期工作
常规变电站是基于交互通信规约基础上的变电站，和数字化站二次系统的主要区别在于不需要建立模型。在建立二次系统之前，应该明确变电站内所有间隔的信息，应包括：电压等级，对应二次装置类型，通信规约等。统计好相关信息之后，应该对二次装置的型号和规约进行统计和分类。分类的依据可以分为：一是装置的作用，例如：测控装置，保护装置，保护测控一体装置。二是装置的生产厂家。三是装置的可行的通讯介质，例如：网线，485通讯线。四是装置的接入系统方式，主要是考虑是否需要通过规约转换装置。
2.2系统的搭建
在明确了所有的通讯装置的通讯介质和通讯方法之后，开始系统的规划、搭建系统。一是交换机划分。交换机在常规站中主要的工作是搭建基于103规约的综合自动化系统，交换机通过功能不同可以分为三大类，即：小室交换机、中心交换机和调度网交换机，类比到数字化站为过程层交换机，站控层交换机和调度数据网交换机。小室内交换机，主要负责搭载小时内的通讯装置。目前主流是小时内交换机通过各监控厂家的私有103规约，建立和中心交换机链接。中心交换机，主要负责整合站内所有的装置信息，转送给后台监控系统和调度数据网监控系统。调度数据网交换机，主要是接受中心交换机的数据，将站内数据通过路由器打包送到各级调度。在区分好各个交换机的作用之后，还应该根据实际情况来考虑是否需要对交换机划分VLAN。二是基于103规约的装置接入。此类装置的接入，主要通过带屏蔽功能双绞线接入到各级交换机来进行实施通讯。
3雷电对电力系统变电站的干扰途径
在雷电天气情况下，会出现雷云释放高压电的危险现象，其高压程度往往超过电子设备的绝缘耐电压，这是由目前的绝缘耐电压尚未达到且无需达到这种程度的电压，因为在雷击发生之时电压经过传导之后会有所下降。用大量的实验进行证明后发现，雷击事故之所以会造成严重伤害，主要是因为雷电入侵时的雷击电流导致的。有两类危害事件的发生与此紧密相关，一类是直接雷击，即雷电直接作用与建筑物。从而产生热效应及动力；另一类是间接雷击，其危害是由雷电的二次作用导致的，也就是说雷电电流产生了电磁场效应。由于变电站属于特殊环境，其工作设备主要由电缆组成，如果电缆、雷云和大地三者组成一个大型的电场，电场内的导体就会发生感应从而产生与雷云相反性质的电荷。而当雷电消失，电场也随之消失，但此时导体所产生的电荷却依然存在，这就产生了静电感应电压。
4变电站二次设备的防雷措施分析
变电站的二次设备，包括续电保护装置、自动化设备、通讯设备、电气运行设备等等，其工作环境中都存在着高强度的电磁干扰。出于对电子设备的安全运行考虑，不能仅对其进行简单的接地处理，因为这样做是、会使设备的耐雷及耐过压水平很低。
4.1电源系统的防雷保护
通常来说，变电站的二次设备采用的是交直流电源作为供电设备。整流装置中存在着较大容量的滤波电容，从而在防范瞬间过电压的袭击方面能够发挥一定作用。变电站用变压器低压侧到变电站用馈电屏用的是屏蔽电缆，因而接地设备的性能都比较稳定。在接地装置的设计中，工作和保护接地与其他电气设备共用同一装置，同时又都位于间接雷区。这就造成了在变电站遇到雷击的情况时，在强大的电磁脉冲的作用下，线路耦合及地电位升高会导致反击过电压的存在。由此可知，对设备的自动化供电回路提供强有力的过电压保护是十分必要的。首先是电源系统的保护，控制核心在于雷电的抑制及电源回路上出现的浪涌和过电压。可采取以下措施进行电源系统保护：首先，采用多级引流保护。这是一种高度的电子开关，雷击发生时开关将自动关闭，使用此装置的接地线将电流导入低下。使用时应将不同级别的电子开关组合使用，从而做到将雷击电压逐渐递减，达到对二次设备的保护。其次，实现等电位连接。这种手段目前广为人知。再次，屏蔽手段。及二次设备所使用的电缆均以屏蔽模式生产，从而能够有效抗击高频电磁干扰。
4.2通信接口的防雷保护
与供电系统相比，通信接口对雷击的电压敏感度要求更高，同时设备的绝缘耐受力也相应较低。数据线、信号线及远动测控线路均与这些设备相连，这些线路多数位于LPZOB区，部分位于直击雷区，使得线路对电压的感应能力较强。当电磁场强度过大时，极有可能造成数据的丢失。因此，必须对重要回路的接口实行过电压防护。变电站微机远动测控装置的结构为分散式，由各个不同模块共同组合而成。各个模块采用电子脉冲效应进行数据收集，这种收集模式对高频电磁干扰反应十分剧烈。针对这一难题，屏蔽是目前最有效的对抗高频电磁干扰的方式，各个单元的模块之间的连接都应设置屏蔽。由于这些接口及线路一般布置在室外环境中，接口电路的相对距离较短，使电压能够控制在一定强度内。但二次设备及其他自动化设备一旦感应到过强电压，便会做将电压返回通信接口的处理，造成通信接口损坏。因此需对通信接口安装必要的防雷设备。现在的变电站一般都实现了自动化和智能化，因此无人值班，其数据的采集是由数字网络或光线来完成的。其中载波传输与计算机的连接距离较长，雷击发生后位于LPXOB区的线路能顾对雷击做出迅速的反应。这说明为保证通信接口免于雷击危害，就需要在计算机终端接口与通信线路接口设置避雷器。
5结论
通过上文分析可知，变电站中二次设备防雷工作属于综合性的，需要电力各个部门加强合作，并且结合电力系统的实际情况而采取有效措施进行防雷，从而避免电力系统受到雷电的威胁。在今后的电力工作中，还需要进一步完善二次设备的外部雷电工作，进而防止雷电电流对电力系统造成危害，并且还可以保障电力系统的安全性。
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