变电站的防护措施有哪些？

Question

变电站的防护措施有哪些？

Answer 1

变电站采取的防护措施有：（1）、采用气体绝缘封闭式组合电器（GIS）设备，采用SF6气体作为相间及带电部分与接地部分间的绝缘,三相成等边三角形布置,相间几何尺寸很小,带电设备密封在接地的合金筒内,筒外的电场及磁场几乎为零.（2）、优化变电站平面布局。优化变电站平面布局，尽量减少对环境的影响。（3）、城市变电站可建为室内式变电站。（4）、对变电站进行绿化美化工作，周边设置绿色屏障，建成后变电站的外观与周围环境相协调。（5）、变压器内部的变压器油用于绝缘及冷却,现在的变压器油的闪点较高,所以变电站发生着火的情况极少.而且国家对于民居变电站有严格的防火要求。如变电站内的消防设施需根据各电气设备间的布置及消防要求设有火灾自动报警系统、水喷雾灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统、消火栓灭火系统，满足“预防为主，防消结合”的要求。（6）、室内变电站距离附近建筑普遍较近，在变电站的设计过程中，设计单位已经充分考虑了防爆方面的要求。如变压器室的墙体全部采用了钢筋混凝土机构，大门采用大型工字钢拼接而成，完全满足设备事故下安全防护的强度要求。另外，变压器非压力设备,油在常压下运行,变压器油不会发生飞溅或爆炸,变压器发生内部短路时产生的油气可由变压器的防爆口释压. 变压器室的通风道在设备事故状态下可迅速向上、下两个方向泄放压力，减轻对大门和墙壁的压力。

Answer 2

解决抗干扰问题可从解决来自自动化装置内部干扰和外部干扰两个方面来考虑。
(1) 微机保护测控装置
① 硬件采取接地、屏蔽、抑弧(如二极管跨接于线圈)、光电隔离、数字滤波、退耦、软件陷阱、自检等措施抑制或消除干扰。
② 装置外壳采用导电箱体， 改善设备接地性能和防磁能力。
③ 要对元器件老化筛选严格把关，保证其性能的稳定。尽量切断各种电磁耦合的途径。注意保证光电耦合器件的耐压水平。
④ 尽可能采用直流220V供电。采用不停电电源时宜采用在线式UPS或不停电逆变电源。若采用交流电源宜加低通滤波器和1：1隔离变压器，以抑制和消除高频干扰信号。
⑤ 对于保护和外回路直接相连的部分，应经过光耦回路隔离。
⑥ 必要时在软件中增加延时模块，消除伪遥信。如针对信号继电器瞬动触点的动作接触时间了1：一般大于20ms，误遥信信号周期T2：一般小于12ms，选择一个合适的遥信采集软件延时时间就可以屏蔽相应的遥信干扰信号。
⑦ 对于干扰比较严重的遥信信号，在条件许可时尽量将“常开”接点改为“常闭”接点，通过在光耦的输入端施加电压减少外界电磁场的干扰。
⑧ 推荐采用光纤通信方式。
(2) 设计和运行管理
① 二次回路宜选用屏蔽电缆，将控制电缆的备用芯接地，增强屏蔽作用。输入输出回路的走线应强弱分离。
② 对于来自电源回路的干扰，可采用电源滤波器，以消除传导和磁场两种形式的电磁干扰。
③ 对模拟量输入回路的干扰，采用静电屏蔽的方法消除干扰。通过屏蔽体与大地良好的接触，
将模拟量带来的强电干扰信号导入大地。反事故措施要求对电压互感器二次绕组(星形)、三次绕组(开口三角形)的N相必须分开，在保护柜上一点接地。电流互感器的二次回路应有一个接地点。
④ 对于接点抖动干扰，必要时可采取双触点采集的方式，通过逻辑判断消除误报信号。
⑤ 强弱电回路的端子排应分开布置或增设空端子隔开。
⑥ 保证接地网的良好性， 降低故障电流引起的地电位升高。
⑦ 保护装置上的屏蔽地必须做到完好接地
⑧ 未使用的交流端子应予以短接。
3 几点建议
(1) 变电站具有复杂的电磁环境， 因此选用设备时应注意根据自动化设备生产厂家的保证值，合理的确定自动化设备安装位置或根据自动化设备的应用场合，适当要求设备的抗干扰水平。抗扰性试验是检验设备抗干扰能力的重要方法，IEC 61000-2-5根据设备安装环境划分了五个试验等级供选择，与变电站环境相关的等级如表1所示。

表1中分级是按照隔离开关操作引起的影响程度作出推荐规定的。与隔离开关操作相比，断路器操作所引起的暂态电磁场的幅值较小，主导频率高，脉冲总数少，可以适当下调试验等级。目前国家有关标准对快速瞬变干扰试验等级的要求为“对发电厂、变电所和工厂中正常使用的量度继电器和保护装置应优先采用III级”，但对于特殊的断路器类型以及负载回路电感量较大的场合缺乏具体的指导意见，因此应加强该方面的研究，以指导设计选型和设备制造工作。根据现场运行实践经验，建议对控制室集中布置的自动化设备要求达到抗快速瞬变千扰III级的水平。分散布置于开关柜上或断路器附近，并且断路器分断特性易引起快速瞬变过程条件下的自动化设备要求达到抗快速瞬变干扰Ⅳ级的水平。
(2) 加强电磁干扰分析和计算技术及模拟仿真技术的研究。采用EMTP电磁暂态仿真计算软件、CDEGS软件包等可以分析断路器分合所引起的瞬态响应分析，但由于上述软件包通用性强，加之断路器类型较多， 因此在具体分析瞬态干扰问题时还不能满足设计开发和试验的要求，有待于电力自动化工作者的共同努力。

改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低。这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。
　　变电站变电站(Substation）是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。
　　变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
　　变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。 变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。
　　变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。
　　变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。
　　按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。
　　电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00V，电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意:绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。
　　开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。在我国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。
　　隔离开关（刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。
　　负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。
　　为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投人运行。目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。
　　变电站还装有防雷设备，主要有避雷针和避雷器。避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压。另外，断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。目前，使用最多的是氧化锌避雷器。

Answer 3

简单来说变电站有几个方面要求做防雷，一是直击雷防护（主要保护建筑物和变电站设备），二是线路防雷（防止雷电波侵入）、三是控制系统防雷（很多是无人值守机房，分为电源和信号防雷）
简单的说防直击雷就是架设避雷针并有效接地（有很多要求独立接地）
。线路防雷主要就是安装避雷器并有效接地。控制系统防雷主要是做等电位和分级防护。

Answer 4

变电站的防护措施主要有防火、防爆、防辐射相关的，基本上没有安全危险。