关于水电站二次系统雷击的对策研究

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第6期   作者:李达 毛科峰
[导读] 在经济建设的过程中,需要完善对各项基础设施的建设,
        摘要;在经济建设的过程中,需要完善对各项基础设施的建设,现代化的农业生产以及工业制造中,对于电力能源的需求较大,水力发电不仅可以起到节能环保的作用,还实现能源资源的有效转换和利用率提高。水电站电气二次系统包括监控系统,主要是对水电站的设备运行和总的功能形态等方面进行监管和控制,及时发现和处理故障问题。
        关键词;水电站;二次系统;雷击
       
        一、前言
        雷电对水电站二次系统的危害,尽管水电站的一次系统会装备先进的防雷设备,但这并不能从根本上达到防雷的目的,因为避雷针等设备只能防护直击雷对系统的损害因此水电站的正常运行,离不开次系统和二次系统的共同支持,因而二者是不容分割的整体。虽然在工作中也提到二次系统的防雷,但迟迟没有落到实处,究其原因是因为二次系统不具备较高的耐用电压,与一次系统比相差加大,加之现代电子科技的迅速发展,使得许多先进的设备和理念在水电站的远动、通信功能上的大量应用,由于这些设备的精度高、电压低、因此极易受到雷电的损害,增加了水电站二次系统防雷工作的难度当雷击发生时,不仅直击雷会造成损害,在雷电周围的大地、供电线路甚至在空气中都会形成具有冲击力的过电压,这些在不同介质中的过电压都可能会在电源线、传输信号线进行传递,到达那些较为脆弱的微电子设备或者系统内部,轻则会引起设备以及系统的崩溃,重则会导致该设备以及系统的永久性损坏。因此,如果不重视水电站的二次系统防雷,二次系统不仅会遭受雷电的直接损害,还会受到来自于-次系统的雷电反击,构成了极大的安全隐患。另外,雷电感应的危害也不容小觑,它会对水电站系统内部的模块造成损失,例如PLC模块,不仅会影响水电站的正常工作,还为水电站造成巨大的经济损失。
        二、继电保护系统水电站工程项目的建造使用
        水电站电气二次系统中的励磁系统,则是维护水电站系统和各项设备稳定运行的动力来源,是水电站电气二次系统的基础系统内容,此外,还包括继电保护系统,对维持水电站系统功能稳定具有重要作用。对水电站电气二次系统结构进行分析,能够进一步了解系统结构运行的基本原理,并对其中的自动化设备等进行必要完善。关于水电站电气二次系统的不同构造与应用控制方式等,均需要结合实际情况展开综合化的研究与探讨。
        对于水力发电和能源资源供应等具有重要的作用,水电站库容量大、蓄水位高,站内安装多种水轮发电机组,其中以混流式水轮发电机组居多,年发电量大,季节调节功能强大。水电站运行中使用的保护系统为继电保护系统,这种保护装置多是微机型的,装置标准均符合相关规定。水电站发电机保护涉及多个方面,其中包括对发电机横差、纵差保护,对过电压、过流的保护,对转子一点接地和定子过负荷的保护,对CT断线和PT断线保护,对失磁保护。水电站电气二次系统中的继电保护系统在对主变压器进行保护的过程中,需要对纵差进行保护,然后对过负荷和复合电压闭锁过电流以及瓦斯等进行保护,这种保护比较侧重于后备保护。继电保护系统对110kv线路实施保护的过程中,通常可以分为三种保护形式,即方向过流闭锁电压速断保护、过电流保护、三相一次重合闸保护。水电站电气二次系统的继电保护装置对于降压变压器和电流速断等均具有重要的保护作用,利于维护发电系统的安全运行。
        三、直流系统水电站电气二次系统的直流系统
        电压是220v,这是根据相关规程和标准性要求,对直流系统装置进行安装,对此,还要准备两个蓄电池组。

水电站的用电全停时间是以一小时作为基准的,但是还要根据水电站的实际运行情况,分析水电站中的直流负荷占据的比例,形成事故照明,这也是选取蓄电池容量的一个关键性影响因素。水电站电气二次系统直流系统在实际的应用过程中,要先分析其系统构造,直流系统在具体的操控过程中,对事故照明和保护电源予以控制,这是为了方便直流配电设备型号的合理选择,在精确计算后,将两组400Ah蓄电池安装在水电站内。蓄电池给事故照明、供电、控制负荷等供电,在此基础上混合形成供电直流系统,但是系统中的两段独立单母线之间有安装开关。
        四、火灾自动报警系统
        水电站工程项目建造和使用,是为了发电和防洪、抗洪,因而既具有经济效益,又具有生态效益,水电站工程建设使用,对于水电能源转换利用以及促进生产发展等具有重要影响作用,并且还能够在养殖业发展、库区航运和农业灌溉中发挥作用,多功能特性明显。水电站电气二次系统中的火灾自动报警系统探测区域不同,分别在1号、2号、3号发电机的灯泡体中,以及中控楼、电缆层、运行层的副厂房、低压柜层、高位油箱廊道层、闸门启闭机房等。火灾自动报警系统的主要构成内容还有感烟探测器、热敏传感器,二者构成探测器,将探测器和火灾自动报警台进行连接后,就能够完成声光报警,这对于水电站火灾预警处理具有重要作用。火灾自动报警系统中还含有火灾报警控制器和气体灭火控制盘,其中火灾报警控制器有一台,而气体灭火控制盘有两台,均设置在火灾报警的控制台中。
        五、其他机组辅助系统
        水电站电气二次系统中的机组辅助系统包括机组的供水系统、进水口闸门的启闭机系统、油压装置控制系统、空气压缩系统、消防供水系统等。水电站电气二次系统的机组辅助系统和水电站的公用设备属于相互的独立关系,能够独自形成控制子系统。对机组辅助系统的设计和设备选型方面进行综合考虑,能够使其在实际的运行过程中更加满足设备轮换启动以及频繁操作的需求。水电站电气二次系统中的不同辅助设备上面安装了专门的控制柜,使用PLC技术实现对自控系统的逻辑控制。但是在设计控制手段时,可以设置手动控制和自动控制两种形式,对于机组正常的运行状态可以设置为自动控制,对水电站电气二次系统中的公用设备和机组辅助设备,使用I/O接点,则是可以在计算机的监控系统中传送设备的故障信号。
        六、结束语
        如今,我国大部分水电站中电源系统都没有完善的防雷措施和应急预案,在电源系统中没有防雷措施,雷电会沿着电源系统的方向到达二次系统中,直接导致二次系统设备的过电压。为避免过高电压对二次系统设备的损害,进而保障水电站的安全平稳运行,同时由于雷电产生的强大电压并无法在一瞬间得到宣泄工作人员需要将水电站的电源系统进行换位,将其从整体的交流电源中调开,直接引入到二次系统设备当中,进而运用分级协调的方法,以此将电压降低到二次系统设备可以承受的水平。在使用过程中必须严格按照相关的技术规程进行。其中第一级雷电防护是指在水电站中低压配电室与变压器低压侧的中间位置装备一级避雷装置,在一级避雷装置的选择上,应该主要以释放高强度电流的功能为主。
       
        参考文献
        [1]中国三峡建设管理有限公司.水电站坝前塔吊的防雷保护装置:CN201820630682.8[P].2019-03-01.
        [2]王本武,王伟夫.线路避雷器在苏洼龙水电站110 kV高压输电线路中的应用[J].四川水力发电,2019,38(3):133-134,138.
        [3]周悫,方礼全,刘勇.南湃水电站系统过电压的原因分析与保护措施[J].水电站机电技术,2018,(11):11-13.
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