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浅谈水电厂通讯设备防雷保护及改造刘夏海

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第9期作者：刘夏海

[导读] 摘要：本文介绍了水电厂通讯设备故障情况，分析故障原因，改造方案研讨，实施改造保护措施，及改造后使用效果等方面进行阐述。

        四川宁峡能源发展有限公司四川攀枝花 617200
        摘要：本文介绍了水电厂通讯设备故障情况，分析故障原因，改造方案研讨，实施改造保护措施，及改造后使用效果等方面进行阐述。
        关键词：水电厂；通讯设备；防雷保护措施
        一、概述
        随着科学技术的迅猛发展，通信设备已广泛使用于水电厂的各个系统，由于雷击经常对通讯设备的安全稳定运行造成严重影响和破坏，通讯设备防雷保护问题变得十分重要和突出，因此对电厂通讯设备进行防雷保护就是加强对电厂设备及人身安全保护的重要技术手段，也是电厂运行管理工作的重要组成部分。
        二、通讯设备故障情况及分析
        四川米易小三峡电厂现地LCU通讯系统原使用的是MOXA（摩莎）UC7410型嵌入式工业计算机装置，这种装置配置具备8个RS-232/422/485串口，双10/100Mbps以太网络端口，PCMCIA作无线通讯，以及扩充用的CompactFlash接口，传输速率为50bps～921.6Kbps，通过网络线直接与辅机系统控制柜进行通讯传输，遇到雷电天气时，经常发生通讯中断故障，根据电厂设备缺陷管理台帐记录，通讯系统每年雷电季节都会发生通讯中断故障，特别严重的是：2014年7月23日，电厂1#机组现地LCU通讯故障，导致前池水位无法实时监视，机组紧急停机快速落门保护失去作用；2015年8月5日电厂公用LCU通讯故障，导致冲砂、泄洪闸门远方操作失去控制，无法有效操作冲砂、泄洪闸门启闭，控制前池水位，2016年6月11日公用LCU因通讯模块故障导致CPU不能正常运行，公用系统相关数据无法实时监视，相关设备无法远方操作，给电厂的安全生产管理及防洪度汛工作造成严重的影响。
        经故障现象及处理结果分析，由于米易县地属攀枝花市境内，根据地区雷暴日表统计，攀枝花市年平均雷暴日数达到68.1，为多雷区，电厂通讯系统原设计没有电气隔离，串口没有防雷保护措施，雷电感应干扰极易导致工业计算机串口损坏，引发现地LCU通讯中断故障。
        三、研讨改造方案
        通过多方技术力量配合进行技术分析研讨，针对以上情况，建议从两方面进行防雷保护改造，改善通讯设备运行条件，提高设备可靠性。
        一、交流回路：从通讯设备交流回路总电源处加装一组浪涌保护器，当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
        二、通讯回路：采用技术更先进的工业级通讯管理器ZMID-810，此种通讯管理器具有8个通讯端口，4个以太网口。与PLC采用高速以太网通讯，改善提高了数据的采集速度，同时在通讯回路两端加装隔离防雷型中继器，其作用主要是可以对电源电压进行任意转换，也可以起到一个电源隔离的作用，防止外部浪涌对中继器造成的影响，这样不论第一接口的供电引脚的接入电压如何变化，都不会影响中继器的正常使用，保证了中继器的防雷和抗干扰传输能力，有效的将通讯设备进行电气隔离，起到保护通讯回路作用。
        改造后的通讯系统及防雷结构图如下：

        四、实施试验过程
        2016年6月经向四川宁峡公司领导申报批准同意，小三峡电厂针对现地公用LCU通讯系统进行试验性改造，改造后经过当年雷电季节的检验，现地公用LCU未发生通讯中断和设备损坏故障，试验结果得到公司领导的肯定和支持，2016年12月小三峡电厂对三台机组现地LCU通讯系统进行防雷改造，次年将试验成果向公司同区域的乌龟石电厂进行推广分享，乌龟石电厂通讯系统全部改造。
        五、改造郊果
        通讯系统经过防雷保护措施改造后，历经两个雷电季节的检验，期间未因雷电侵入造成通讯设备故障和损坏，有效加强了通讯设备的日常运行管理水平，提高了通讯设备运行安全、稳定性，节约了设备管理成本费用。
        结束语
        水电厂通讯设备极易受到雷电的影响造成不安全事件。为避免因对雷电对水电厂的通讯设备造成的破坏和影响。针对水电厂的通讯设备进行防雷改造工作就尤为重要，通过对雷电类型、形成及其对通讯设备造成损伤途径的了解，制定可靠有效的改造方案措施，进行有效整改，使二次设备能避免雷电冲击，有效的保证通讯设备及附属设备安全稳定运行。