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1、变电所微机装置防雷保护 1前言 随着科学技术的日新月异，微机保护和自动化装置以其高度的灵敏性，速动性和维护管理的方便性，在电力系统中得到了飞速的发展和广泛的应用。但微机系统越是先进，芯片的集成度就越高，电路越复杂，工作电压越低，对环境稳定性的要求也越高。抗干扰和耐冲击始终是微机系统在电力工业恶劣电磁环境下应用中的两大薄弱环节。而雷击事件由于其极高的电压幅值和不可预测性更是微机系统的“天敌”。它极大的威胁着现代化变电所的运行安全，应该引起我们足够的重视。2问题的提出潮州110kV城东变电所地处粤东丘陵地带。属台风雷害比较严重的区域。该所始建于80年代，由于原来是按常规所设计，标准比较低。近年引进
2、一些微机装置后，雷害现象频频发生。比较严重的就先后发生了三次由于雷电波通过所用变低压侧和两路引出的通信电缆入侵，致使载波机电源、远动柜的电源插件、RTU信号插件、UPS和后台监控微机都受到了不同程度的损坏。1998年底我们专门组织了技术力量，在上级部门的支持下对该所进行了有针对性的防雷整改。为了有针对性和客观性地分析问题，我们搜集了近几年本地区几起雷害事故进行比较研究，在研究中我们发现了几个值得注意的现象：(1)该所虽屡遭雷害，使远动和微机装置多次烧毁，但该所的电磁式保护回路却未发生任何雷害事件。(2)距离该所仅8km的220kV潮州变电所在1998年发生了一起雷电波侵入，引起了新改造的微机线
3、路保护装置的电源和部分输入模块烧坏的事故，而其他的常规的电磁式保护和自动装置却完好无损。(3)距离该所5km的110kV春光变电所，全所使用全套微机保护、监控及自动装置，投产5年从未发生过类似的雷害事故。3原因分析(1)雷电波的侵入过程：雷电波通常是通过变电所临近的10kV线路侵入10kV母线，再经过10kV所用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，闯入低压出线。途中经过了10kV线路阀式避雷器、母线阀式避雷器和所用变阀式避雷器3级削峰，再经过所用变低压出线的平波作用，电压幅值大为下降。但由于雷电波的电压、能量极高，且阀式避雷器等设备技术上的局限性，虽然绝大部分的雷电能量都能在到达设备之前得以
4、消除，但雷电波仍可能以幅值相对很高，但作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式，通过所用变压器的低压出线，加到变电所内所有的220V交流回路中。还有一种情况，就是感应雷电波通过调度远动系统的RTU设备和信号采集的二次电缆入侵，以很高的电压直接加到远动系统的信号和传送端上，造成接收和发送端模块烧坏。(2)微机设备屡遭雷害的原因：变电所的保护和合闸电源直流系统的整流充电系统设计容量都比较大，电压耐受能力也比较好。而且由于大容量电池组吸收尖峰脉冲的作用，和整流回路的平波作用，加到保护装置上的脉冲电压大大降低。再加上常规的电磁式保护装置的元器件多为单元件的电阻、电容和电感线圈等，耐热容量大，对尖锋脉冲的耐受能力也比较强，所以能安全度过低能量、高电压的冲击暂态过程。但对于使用超大规模集成电路，运行电压只有数伏，信号电流仅为A级的微机装置来说，就不一定能经受得住。这就是造成微机装置损坏而常规保护装置却能安全运行的关键原因。