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变电站整体防雷工程设计方案

发布时间:2015-08-01  

一、防雷设计主要依据:

GB 50057-94    《建筑物防雷设计规范》(2010版)

GB 50343—2004《 建筑物电子信息系统防雷技术规范》

GB 50054-95    《低压配电设计规范》

GB 50174-93    《电子计算机机房设计规范》

GB 50169-92    《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

IEC 61024      《建筑物防雷》

IEC 61312      《雷电电磁脉冲的防护》

GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

D  562         《建筑物、构筑物防雷设施安装》

YD 5078        《通讯工程电源系统防雷技术规范》

YD/T5098       《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》

YD/T1235.1-2002《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求》

二、概述

变电站防雷主要分为:

(1) 直击雷防护

(2) 二次防雷系统

(3) 防雷接地系统

(4) 雷电预警系统

三、分项防护具体设计

1) 直击雷防护

根据变电站现场情况,长、宽、高来设计避雷针或避雷塔安装高度。设计安装高度应符合滚球半径计算方法。常用的直击雷防护安装有:三角型镀锌避雷塔、四角独立角钢避雷塔、独立避雷针等

(2) 二次防雷安装

主要是内部电源、信号系统雷电防护,防雷安装符合三级保护。变电站保证主控楼内弱电子设备的安全非常重要,因此,必须对主控室主控楼内二次设备进行全面完善的保护。

以下防雷措施是综合我公司多年防雷工程经验,完全参照相关标准规范的基础上,对供电局变电站主控楼变电站二次设备存在雷电隐患的配电线路、信号线路进行过电压、电磁脉冲拦截、分流,继而对后端设备起到保护作用。

一般多级保护的作用是在第一级选择开关型或限压型避雷器,以泻放大的雷电流;第二级使用限压型避雷器保护敏感设备;当第二级避雷器钳制电压仍不够低时,用第三级避雷器进一步降低设备两端电位,使被保护设备承受的电压低于其冲击耐压。由于信息设备越来越小型化,对雷电流越来越敏感,因此一定要按规程选择和配置避雷器。规范(GB 50343-2004)对电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值做以下规定:

注:以上的放电电流单位均为kA。

而且,电源电涌保护器的连接导线最小截面积按照规程的规定如下表所示:

接导线最小截面积

 

变电站二次防雷设备配置具体措施如下:

一、变电站配电线路防护

(1)在站用交流屏的三相交流进线处安装三相交流电源电涌保护器,TSPD-B+C25(共2台, 放电电流25KA/线,10/350μs,最大放电电流100KA)。

主要作用是防止雷电从楼外电力线路进入楼内交流配电系统,做为主控楼配电线路的总保护。

防雷器安装时,其中三条相线与变电站站用母线之间串63A空开,中线接内部中线排,地线接内部地线排。

在直流电源柜中,在三相交流电源处安装三相交流电源电涌保护器(20kA),共计2台;在直流220v总出线处分别安装直流电源电涌保护器(220v),共计2台;

(2)公用测控屏中,装置电源盒控制电源处分别安装直流电源电涌保护器(220v),共计2台;

(3)2号主变保护测控屏中,装置电源、控制电源分别安装直流电源电涌保护器(220v)共计2台;

4)2号主变保护测控屏中,装置电源、控制电源分别安装直流电源电涌保护器(220v)共计2台;

(5) 1号35kv线路保护测控屏中,两条线路直流电源各自独立,在装置电源、控母处分别安装直流电源电涌保护器各1台(220v),共计4台;

(6)2号35kV线路保护测控屏中,在装置电源、控母处分别安装直流电源电涌保护器各1台(220v),共计2台;

(7)10kV装置分散安装,分为2段,在总进线的装置合母、控母(装置电源)处加装直流电源电涌保护器各1台(220v),共计4台;

(8)35kV母线有2组PT,每组PT二次测量回路、保护回路、计量回路上分别安装电压互感器电涌保护器,共计6台。

(9) 10kV母线有2组PT,每组PT二次测量回路、保护回路、计量

10)台头10kV开闭所的二次防雷设计

(11) 在交流屏的三相交流进线处分别安装三相交流电源电涌保护器(50kA),共计2台,在其直流220V进线处加装直流电源电涌保护器(220V)1台;

(12) 在直流充电屏的三相交流进线处分别安装三相交流电源电涌保护器(20kA),共计1台;在直流220V出线处安装直流电源电涌保护器(220V),共计2台;

(13)10kV开关柜的直流分为直流控制电源、直流合闸电源、保护装置直流电源,每路直流有2回进线,在这3路直流的进线处分别安装直流电源电涌保护器(220V),共计6台;

(14)10kV母线有2组PT,在PT的二次接线室中,每组PT的二次侧保护回路、测量回路、计量回路的进线处安装电压互感器电涌保护器,共计6台;

(15) UPS进线端、光端机进线端、图像监控系统进线端安装单相交流电源电涌保护器(20kA),共计3个,光端机加装RZX-RJ11和RZX-RJ45各1台;

(16) 控制台上,在后台机的电源插座上安装防雷插座,共计3台。

二、 设备清单如下:

回路上分别安装电压互感器电涌保护器,共计6台;

(17) 电度表屏内图像监控系统交流220V进线处安装单相交流电源电涌保护

器(20KA),共计1台;

(18)光端机柜交流220V进线处安装单相交流电源电涌保护器(20KA),共计1

台,加装RZX-RJ11和RZX-RJ45各1台;

(19)控制台上,在每台电脑的电源插座上安装防雷插座,共计3台。

20)管头35KV变电站

(21)在站用交流屏的三相交流进线处安装三相交流电源电涌保护器(50KA),共计2台;

(22) 在站用直流屏中,在三相交流电源处安装三相交流电源电涌保护器(20KA),共计1台;在直流220V出线处分别安装直流电源电涌保护器(220V),共计2台;

(23) 1号主变电保护屏中,在装置电源和控制电源处分别安装直流电源电涌保护器

各1台(220V),共计2台;

现场情况及产品图如下:

主要作用是:防止楼内电源线路感应到的过电压侵入直流屏,并做为主控室二次设备在电源线路雷电防护的第二重保护措施。

防雷器安装时,其中三条相线串63A空开。

现场情况及产品图如下: 

 

并联安装2台220V直流电源防雷器TSPD-C40RM(共2台,标称放电电流20KA/线, 8/20μs最大放电电流40KA)。

主要作用是:吸收直流电源线路在电缆层感应到的过电压反馈回硅整流电源屏,做为主控室二次设备在电源线路雷电防护的第三重保护措施。

防雷器安装时,正极、负极串30A空开。

 

直流电源防雷器(TSPD-C40RM,,放电电流20KA/线, 8/20μs)。在主控室远动屏I 1路单相交流输入开关处并联安装1台220V交流电源防雷器(共1台TSPD-C40RM,放电电流20KA/线,8/20μs)。

主要作用是:220V直流和和交流电源在电缆层感应到的过电压对远动屏I设备仍有影响,安装交直流电源防雷器,做为远动屏I设备在电源线路雷电防护的精确保护措施。

防雷器安装时,直流正极、负极串30A空开,交流L、N串30A空开。

 

在载波室高频开关电源屏2路三相总控制开关后并联安装2台三相电源防雷器(共2台TSP-B60RM,标称放电电流40KA/线, 8/20μs)。

主要作用是:防止楼内电源线路感应到的过电压侵入载波室电源屏,并做为载波室二次设备在电源线路雷电防护的第二重保护措施。

防雷器安装时,其中三条相线串63A空开。

现场情况及产品图如下:

 

       (6)在2F载波室高频开关电源屏1路-48V直流输出母排处并联安装1台48V直流电源防雷器(共1台TSPD-C40-48,标称放电电流20KA/线,8/20μs)。

主要作用是:做为载波室二次设备在电源线路雷电防护的第三重保护措施。

防雷器安装时,正极、负极串30A空开。

信号线路

(1)在主控室远动屏I到2F载波室GDF高低频频电缆分配柜之间有5对2W通信线路(中调1 2对、中调2 2对、地调1对)通过电缆层布线,在该线路进入远动屏I的端点上和GDF高低频频电缆分配柜的两端分别串联安装双绞线信号防雷器TKS-RS485/2

主要作用是:防止通信电缆在1F电缆层布线受雷电空间电磁场影响而感应过电压,以及电缆层其它线路的相互交叉感应。

防雷器串联安装在屏内适当位置,通过导轨卡接固定。

信号线路

防雷器串联安装在屏内适当位置,通过导轨卡接固定。


 

   在主控室网络机柜到故障录波屏之间有1条8W网线通过电缆层布线,在该线路进入网络机柜、故障录波屏的两端分别串联安装1台网线信号防雷器TKS-4/RJ45(共2台,标称放电电流5KA/线)。

主要作用是:防止网线在1F电缆层布线受雷电空间电磁场影响而感应过电压,以及电缆层其它线路的相互交叉感应。

防雷器串联安装在屏内适当位置固定。

 

在主控室后台办公电脑到网络机柜之间有3条8W网线,该电缆是无屏布线,在该线路两端分别串联安装1台网线信号防雷器TKS-4/RJ45。

主要作用是:防止网线在主控楼内受雷电空间电磁场影响而感应过电压。

防雷器串联安装在屏内适当位置固定。

主要作用是:防止485线在1F电缆层受雷电空间电磁场影响而感应过电压,以及电缆层其它线路的相互交叉感应。

防雷器串联安装在屏内适当位置,通过导轨卡接固定。

 

防雷器串联安装在屏内适当位置,通过导轨卡接固定。

主要作用是:防止PT线在户外引入雷电进入保护装置屏。

防雷器串联安装在屏内适当位置,通过导轨卡接固定。

 

在载波室电力载波屏载波线到楼外高压场,在这8条载波线进入电力载波屏的连接端点分别串联安装1台信号防雷器,TKS-RS485,标称放电电流5KA/线, 8/20μs)。 


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