变电站弱电设备防雷保护的研究

摘要

雷电一直是危害电力系统安全稳定运行的重要因素之一，如果变电站发生雷击事故，将造成大面积停电，给社会生产和人民生活带来不便，这就要求防雷措施必须十分可靠。目前，电力系统高压部分的雷电防护措施已经比较完善，而低压系统是由大量电子、微电子等弱电设备组成，由于其耐压水平低，雷电波侵入弱电系统时易导致设备的误动、击穿，严重影响了电力系统的安全稳定运行。国内外对二次系统的防护主要从电磁兼容角度进行研究，并未提出完善的保护措施。本文对雷电从一次设备耦合到二次设备的传播途径进行了系统理论研究，并从电源系统、地电位干扰方面提出了比较完善的防雷保护措施。 论文主要由以下三部分构成： 第一部分：系统地分析了雷电的形成以及雷电由一次系统侵入二次系统的途径，分别建立了雷电流经电源线路侵入二次设备和经避雷装置流入接地网引起地电位干扰的数学模型，并从理论上分析了对二次系统的影响。 第二部分：雷电主要从电源系统侵入二次系统弱电设备。本文提出了一种新的抑制雷电波的保护装置，通过理论研究和ATP仿真分析，得出该装置能将雷电波的幅值降到原来的一半左右，具有良好的抑制雷电波的效果。随后对该装置的多级保护的级间配合进行了仿真分析，找出了最佳配合效果。并对该装置的安装位置和安装要求进行了探讨，有效地解决了变电站电源系统的防雷问题。 第三部分：雷电流沿地网散流时，会经地线对弱电设备造成干扰。首先建立了地网．ATP仿真模型，分析了雷电对地电位的影响，然后探讨了引起地电位干扰的主要原因，并提出了抑制地电位干扰的有效措施。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的重要意义

1.2雷电危害的实例

1.3国内外防雷保护发展及研究现状

1.3.1防雷保护发展

1.3.2国内外研究现状

1.4本文的工作

第二章雷电对变电站弱电设备影响的理论分析

2.1雷电的形成及特征研究

2.1.1雷电形成的过程分析

2.1.2雷电的主要特征分析

2.2弱电系统中雷电干扰的主要途径

2.2.1由电源供电线路入侵

2.2.2地电位反击引入

2.3雷电对弱电设备的影响

2.3.1直击雷的影响

2.3.2感应雷的影响

2.4本章小结

第三章电源系统防雷保护措施研究

3.1电源系统防雷中存在的不足

3.2电源系统防雷保护措施

3.2.1变压器低压侧装设避雷器

3.2.2电源入口端加装浪涌保护器

3.3电源多级防护的级间配合研究

3.3.1配合目的

3.3.2配合原则

3.3.3前后两级MOV配合仿真

3.4浪涌保护器的安装

3.4.1安装要求

3.4.2安装位置

3.5本章小结

第四章地电位干扰及其防护措施研究

4.1雷电流在地网上的暂态电位分布

4.1.1雷电流在接地网上的模型

4.1.2参数设置

4.1.3地网中接地体的实例计算和结果分析

4.2引起地电位干扰的主要原因

4.2.1接地网的均压问题

4.2.2设备的接地与地网之间的连通问题

4.2.3接地线混乱

4.2.4接地电阻超标

4.3防止地电位干扰的措施

4.3.1降低接地网的接地电阻限制地电位升高

4.3.2改善地电位分布限制局部电位升高

4.3.3采用等电位连接

4.3.4金属屏蔽接地

4.4本章小结

第五章总结

5.1结论

5.2本文的创新点

5.3今后的研究工作

参考文献

致谢

附录