Problemas y medidas de protección contra rayos para sistemas secundarios de subestaciones
Acerca de cuestiones y medidas de protección contra rayos para el sistema secundario de subestaciones
Resumen del artículo: Los rayos siempre han sido un peligro importante que afecta la operación segura de las subestaciones. Con la transformación digital y la construcción de subestaciones, es aún más importante brindar protección contra rayos para los sistemas secundarios de las subestaciones. Este artículo explica las características de composición del sistema secundario de la subestación y luego revela la relación entre los riesgos de rayos y el sistema secundario. Sobre esta base, se resumen y resumen las principales formas de peligro de rayos y, finalmente, se proponen medidas técnicas específicas para la protección contra rayos de los sistemas secundarios de las subestaciones.
Palabras clave del artículo: protección contra rayos de subestaciones; sistema secundario; medidas técnicas
1. Introducción
Con el avance de la reforma del sistema eléctrico, la transformación digital y la construcción de subestaciones también ha seguido desarrollándose en profundidad. El número de subestaciones automatizadas integrales continúa aumentando y el daño de los rayos a los equipos de corriente débil se ha vuelto cada vez más prominente. A juzgar por los informes nacionales pertinentes y el funcionamiento real de las subestaciones, el equipo secundario de las subestaciones ha sido alcanzado por un rayo, lo que ha provocado daños en el equipo, interrupción de las comunicaciones, salida del sistema y otras situaciones comunes. Esto no sólo amenaza gravemente el funcionamiento seguro de la red eléctrica, sino que también supone muchos inconvenientes para la vida de las personas. Basado en la práctica laboral y en las características del sistema secundario de la subestación, el autor analiza los peligros de las ondas de rayos, combina algunas tecnologías actuales de protección contra rayos de corriente débil y la situación de la subestación de la oficina de suministro de energía, y analiza las medidas de protección contra rayos. para el sistema secundario de la subestación.
2. Características estructurales del sistema secundario de la subestación
El sistema secundario de la subestación se refiere a los equipos de protección interna de la subestación, equipos de automatización, sistemas de comunicación, equipos de redes informáticas y sistemas de monitoreo, tráfico A. Término general para diversos equipos secundarios, como sistemas de suministro de energía de CC. El sistema secundario concentra equipos importantes para el monitoreo y gestión automática de subestaciones. Tiene funciones como monitoreo por microcomputadora, monitoreo, protección, selección de línea de puesta a tierra de pequeña corriente, registro de fallas, deslastre de carga de baja frecuencia y transmisión remota "cuatro remotas". El campo de la automatización del despacho de energía juega un papel decisivo.
Debido a que las líneas de conexión interna del sistema secundario están entrecruzadas, se forma directamente cuando un rayo cae sobre el suelo cercano, líneas aéreas y descargas de nubes de tormenta, o la sobretensión de impacto causada por la electricidad estática y la inducción electromagnética puede pasar fácilmente a través de él, líneas eléctricas conectadas, líneas de señal o sistemas de puesta a tierra invaden el sistema de automatización a través de varias interfaces a través de conducción, acoplamiento, radiación, etc., lo que puede provocar rayos que pongan en peligro el funcionamiento normal del sistema o incluso destruyan el sistema.
3. El principal daño causado por la descarga de un rayo al sistema secundario de las subestaciones
El rayo es un poderoso proceso de descarga por impulsos en la naturaleza. El rayo invade los edificios terrestres. o Hay muchas formas en que los equipos causan desastres. En términos generales, hay rayos directos, rayos inducidos, radiación de pulso electromagnético, intrusión de sobretensión de rayos, contraataque, etc.
(1) Impacto directo del rayo: El principal poder destructivo reside en las características de la corriente más que en el alto potencial generado por la descarga. La potente corriente del rayo que genera se convierte en energía térmica y daña los objetos.
(2) Rayo por inducción: durante todo el proceso desde las nubes de tormenta hasta la descarga del rayo, dos fenómenos físicos (inducción electrostática e inducción electromagnética) ocurren casi simultáneamente en el área de actividad del rayo. Estos dos fenómenos pueden causar lo que es. conocido como Es la forma peligrosa de caída de un rayo inducido.
(3) Radiación de pulso electromagnético: cuando se descarga un rayo, su corriente cambia de manera no uniforme con el tiempo y la corriente de pulso irradia ondas electromagnéticas hacia afuera. Aunque esta radiación de pulso electromagnético disminuye a medida que aumenta la distancia, es pequeña, pero. relativamente lenta, la radiación de pulsos electromagnéticos de los rayos se acopla a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas a equipos electrónicos modernos que son extremadamente sensibles a los pulsos electromagnéticos instantáneos, causando daños al equipo.
(4) Intrusión de sobretensión de rayo: La caída directa de un rayo o un rayo inducido pueden causar sobretensión en cables o tuberías metálicas. Esta sobretensión viaja a lo largo de cables o tuberías metálicas desde campos minados distantes o áreas de protección contra rayos. Entrometerse en el interior de un edificio o equipo.
(5) Contraataque: en una zona de tormenta, cuando un rayo cae sobre el dispositivo captador de un edificio, aunque el sistema de puesta a tierra del dispositivo captador es muy bueno y su resistencia a tierra es muy pequeña, debido a La amplitud de la corriente del rayo es grande y la cabeza de la onda es pronunciada. Cuando la corriente del rayo fluye, el potencial del conductor de puesta a tierra y del dispositivo de puesta a tierra aumentará repentinamente a cientos de kilovoltios.
IV. Análisis de medidas técnicas para la protección contra rayos de sistemas secundarios de subestaciones
Los equipos de corriente débil tienen baja resistencia a sobretensiones y son extremadamente vulnerables a los rayos durante las temporadas de tormentas. Los daños causados por las olas pueden causar daños al equipo y mal funcionamiento. El sistema de suministro de energía de equipos de corriente débil puede verse dañado por sobretensión intrusiva y sobretensión inducida. En aplicaciones prácticas, se debe instalar un protector contra rayos de fuente de alimentación SPD para protección multinivel para reducir la sobretensión a un nivel no peligroso para los rayos introducidos. en la sala de control Las líneas de señal, las líneas de red y los alimentadores de microondas deben estar equipados con protectores contra rayos de señal para garantizar el funcionamiento normal de los sistemas de automatización, equipos de control remoto y comunicaciones. Para la protección contra rayos de equipos de corriente débil, generalmente es un tema integral. La práctica de protección contra rayos a largo plazo nos dice que en la protección contra rayos, abarca desde protección directa contra rayos hasta conexión a tierra, ecualización de voltaje, blindaje, limitación, derivación, aislamiento, etc. Todos los aspectos deben tomarse en serio para garantizar la seguridad del equipo.
(1) Puesta a tierra y ecualización de tensión
La puesta a tierra es la medida más directa y eficaz para mejorar el nivel de protección contra rayos de los equipos secundarios. Todas las corrientes del rayo pueden introducirse en la tierra a través del. Rejilla de conexión a tierra. Una conexión a tierra confiable puede prevenir eficazmente que las sobretensiones causen daños al equipo secundario. Las especificaciones de protección contra rayos estipulan diferentes valores de resistencia para diferentes redes de puesta a tierra. Bajo la premisa de ser económico y razonable, la resistencia de la puesta a tierra debe reducirse tanto como sea posible, lo que puede limitar eficazmente el aumento del potencial de tierra.
La conexión a tierra y la ecualización de tensión son complementarias. La llamada ecualización de tensión significa instalar una barra de bus de puesta a tierra alrededor del mismo nivel y en la misma habitación, las cubiertas exteriores y los tubos metálicos. Los cables de alimentación, cables de señal, etc. deben conectarse directamente al bus de conexión a tierra en la ubicación más cercana y conectarse firmemente para garantizar el mismo potencial de cada punto de conexión a tierra. La amplitud de la corriente del rayo es muy grande y la pendiente es muy alta. El suelo por donde fluye con respecto al potencial cero se eleva inmediatamente a un potencial alto, y los objetos circundantes que todavía están al potencial cero de la tierra producirán. descargas disruptivas laterales. Esta descarga eléctrica lateral no solo provocará incendios y explosiones en edificios que contengan materiales inflamables y explosivos, sino que el campo electromagnético pulsado que acompaña al proceso de descarga provocará potenciales inducidos en los equipos electrónicos interiores, causándoles daños. La equipotencialidad perfecta puede prevenir eficazmente accidentes causados por diferencias de potencial entre cuerpos no equipotenciales.
(2) Blindaje
El blindaje se refiere al uso de cables blindados, diversas cajas de blindaje artificial, cajas, jaulas de blindaje de Faraday y varios blindajes naturales disponibles. El cuerpo se utiliza para bloquear y atenuar la interferencia de pulso electromagnético impuesta a los equipos electrónicos. Se debe enfatizar que la carcasa del cuerpo de protección debe estar conectada a tierra de manera efectiva, y todo tipo de líneas eléctricas y líneas de señal que ingresan a la sala de protección deben adoptar un aislamiento y aislamiento de pulso electromagnético efectivo. Se debe utilizar un dispositivo de filtrado de ondas electromagnéticas de frecuencia para filtrar; de lo contrario, un cable sin filtro o aislamiento del entorno de la fuente de interferencia hará que la jaula de protección pierda su efecto de protección.
En términos generales, para reducir la interferencia electromagnética de los rayos externos, las barras de acero del edificio y los marcos metálicos del piso de la sala de equipos de comunicaciones y el edificio del complejo de despacho de comunicaciones deben soldarse entre sí para formar una jaula de Faraday equipotencial. . Cuando el equipo tiene altos requisitos de blindaje, se deben colocar redes de blindaje metálicas en seis lados de la sala de computadoras, y la red de blindaje se debe conectar al bus de conexión a tierra del anillo en la sala de computadoras en múltiples puntos de manera uniforme.
(3) Maniobras y Aislamiento
La función principal de la maniobra es conectar directamente el dispositivo captador para posibles impactos directos de rayo al dispositivo de puesta a tierra a través de múltiples bajantes de puesta a tierra dispersos. La corriente del rayo se desvía y se dispersa bajo tierra para evitar que fluya una corriente excesiva en cada conductor de bajada de tierra y grandes interferencias causadas por el fuerte campo electromagnético generado a su alrededor. El conductor de puesta a tierra introduce efectivamente la corriente del rayo procedente de la caída directa del rayo al suelo en lugar de fluir hacia el área de trabajo del equipo de corriente débil.
Es necesario enfatizar que las carcasas de varios dispositivos en la parte superior del edificio (como receptores de microondas, etc.) deben estar conectadas radialmente al conductor de bajada de tierra principal o a la tira de conexión a tierra, y las carcasas del equipo no deben estar conectadas. El primero es para evitar que la corriente del rayo genere un fuerte potencial inducido en los conductores de bajada no conectados a tierra, y el segundo es para evitar daños al equipo causados por la corriente del rayo que ingresa al equipo. Para garantizar el efecto de dispersión, el conductor de bajada a tierra debe. Tener área suficiente, especialmente para evitar que los conductores de puesta a tierra estén corroídos y rotos por la mitad o haya equipos en el medio. Mida e inspeccione periódicamente los conductores de puesta a tierra y las rejillas de tierra.