35kv變電所的防雷措施和技術(shù)改造

周衛(wèi)云

【摘要】為了使變電所運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠，既優(yōu)化人力資源，降低了成本，又提升裝備和控制水平，本文針對變電所升級改造過程中遇到的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，并重點(diǎn)分析了變電所的防雷技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】變電所；改造技術(shù)；防雷

一、變電站遭受雷擊的來源和防范措施

變電站遭受雷擊一般是下行雷，其承受對象主要包括兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是雷擊對變電站的電氣設(shè)備損壞，另外一個(gè)是變電站電線在雷擊后雷電進(jìn)入變電站對站內(nèi)的設(shè)備造成破壞，為此，要采取避雷的防范措施。為了防止雷擊，最常見的方法是安裝避雷針，避雷針是具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)就可以將雷電吸引到自己身上，從而避免其它建筑物或者建筑設(shè)施遭受雷擊。下面介紹一下變電站避雷針的安裝要點(diǎn)。

1、安裝避雷針

避雷針安裝的首要原則是能保護(hù)其它建筑設(shè)施不受雷擊，從而起到很好的保護(hù)作用。雷電在碰到避雷針時(shí)，對于地面來說，避雷針的電位比較高，如果它和其它電氣設(shè)備的距離太近，那么也有可能出現(xiàn)避雷針對這些設(shè)備放電的現(xiàn)象，這也會(huì)使這些電氣設(shè)備受損，或者使其不能正常工作，這也叫做反擊。為了防止反擊，避雷針要與這些電氣設(shè)備保持一定的距離，還要使避雷針的地下引線遠(yuǎn)離被保護(hù)的對象。一般來說，把避雷針和電氣設(shè)備不會(huì)發(fā)生反擊的距離叫做最小安全距離。最小安全距離要符合一定的原則：S≥O.3Rch+0.1h，其中s代表最小安全距離，Rch代表避雷針的接地電阻，h表示避雷針校驗(yàn)點(diǎn)的高度，S的最小距離都不能低于3m，而避雷針和被保護(hù)對象間的高度不能少于5m，但在一般情況下，s應(yīng)盡可能大些，這樣才能保護(hù)電氣設(shè)備的安全。

（1）避雷針在接地時(shí)要有單獨(dú)的接地裝置，一般來說它的工頻接地電阻不能超過10，但在特殊情況下，如果電阻超過10，那么就應(yīng)該使避雷針和被保護(hù)對象的水平距離加大，另外，避雷針可能會(huì)反擊35 kV變電站的設(shè)備，為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，可以將避雷針和35 kV的設(shè)備的地線進(jìn)行連接，并且避雷針的接地體的地中距離不能小于20m。

（2）35kV變電站的其它配置或者建筑的房頂最好不要設(shè)避雷針，否則，可能會(huì)引發(fā)多次反擊而使變電站的基礎(chǔ)設(shè)施受到損害，而對于63 kV或者以上的變電站一般來說不會(huì)發(fā)生反擊現(xiàn)象。

（3）由于變電站進(jìn)線的終端桿塔至變電站的配電裝置進(jìn)線構(gòu)架之間的距離可能比較遠(yuǎn)，如果允許將終端桿塔上的避雷線引至變電站的構(gòu)架上，這段導(dǎo)線將受到保護(hù)，比用避雷針經(jīng)濟(jì)。由于避雷線有兩端分流的特點(diǎn)，當(dāng)雷擊時(shí)要比避雷針引起的電位升高4。110kV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引到進(jìn)線構(gòu)架上，土壤電阻率p≥1000Q.m的地區(qū)，應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。35～63kv配電裝置，在土壤電阻率P<500Q.m的地區(qū)，可允許將線路的避雷線引到進(jìn)線構(gòu)架上，但必須裝設(shè)集中接地裝置。

（4）變電站侵入波過電壓的保護(hù)。因?yàn)槔讚艟€路的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比雷直擊變電站多，所以架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波過電壓沿線路侵入變電站，是導(dǎo)致變電站雷害的主要原因。如不采取措施，勢必造成變電站電氣設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。

2、保護(hù)變電站的進(jìn)線

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，變電站侵入波過電壓引起的雷害事故約50%是由離變電站ikm以內(nèi)的雷擊線路引起的，約71%是3km以內(nèi)雷擊線路引起的。因此，加強(qiáng)進(jìn)線段的防雷對變電站十分重要。我們一般把變電站附近1—2km的一段線路叫進(jìn)線段。為防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)，對未全線架設(shè)避雷線的35～110kV架空線路，應(yīng)在變電站1～2 km的進(jìn)線段架設(shè)避雷線，避雷線的保護(hù)角不宜超過20°，最大不超過30°。變電站進(jìn)線段的作用，是限制雷電流的幅值和降低侵入雷電波的陡度。變電站35kV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器，其接地端應(yīng)與電纜的金屬外皮連接。對三芯電纜，末端的金屬外皮應(yīng)兩端同時(shí)直接接地。對單芯電纜，為防止電纜外皮中產(chǎn)生環(huán)流，只允許將電纜一端的外皮直接接地，另一端經(jīng)過電壓保護(hù)間隙接地。

3、保護(hù)變壓器

變壓器的基本保護(hù)措施是靠近變壓器安裝避雷器，避雷器至變壓器的距離愈近則保護(hù)作用愈大，可以有效防止侵入雷電波過電壓損壞變壓器絕緣。裝設(shè)避雷器時(shí)，要盡量靠近變壓器，并盡量減少連線的長度，以便減少雷電流在連接線上的壓降。當(dāng)避雷器與變壓器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。同時(shí)，避雷器的接線應(yīng)與變壓器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點(diǎn)連接在一起，這樣，當(dāng)侵入波使避雷器動(dòng)作時(shí)，作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了（包括接地電阻上的電壓壓降），就減少了雷電對變壓器破壞的機(jī)會(huì)。

二、無人值守變電所改造的主要內(nèi)容

1、一次設(shè)備改造及主要技術(shù)要求

一是斷路器改造：一次設(shè)備改造主要在高壓斷路器，按照無人值守的要求，斷路器必須能實(shí)現(xiàn)遙控操作，并提供可靠的位置信號(hào)。我廠高壓系統(tǒng)包括35KV和6KV兩個(gè)等級，分別對應(yīng)總降壓變電所和5個(gè)二級變電所。其中總降所為2007年ISP技改期間新建項(xiàng)目，裝備水平較高，斷路器為ZN63A-12系列及ZN39B-40.5C系列真空斷路器。6KV變電所斷路器為舊式的ZN10及ZN28A系列真空斷路器，存在動(dòng)作時(shí)間長，滅弧后恢復(fù)時(shí)間也長，滅弧性能差，故障率高，維護(hù)困難等。特別是原先的真空斷路器不含操動(dòng)機(jī)構(gòu)，需另配CD10系列電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝復(fù)雜，元器件多，接線復(fù)雜，且易發(fā)生卡阻、回跳現(xiàn)象，不能滿足無人值守的要求。而ZN63A-12（VS1）系列斷路器雖自帶操動(dòng)機(jī)構(gòu)，但其分合閘線圈的功率為244W，能耗偏大，可靠性也不高。

二是高壓開關(guān)柜改造：高壓開關(guān)柜五防聯(lián)鎖對防止誤操作，減少人為事故，提高運(yùn)行可靠性起很大作用。五防功能是指：（1）防止誤分、誤合斷路器。（2）防止帶負(fù)荷合上或分?jǐn)喔綦x開關(guān)。（3）防止帶電操合接地開關(guān)或掛接地線。（4）防止帶有臨時(shí)接地線或接地開關(guān)合閘時(shí)送電。（5）防止誤入帶電間隔，以保人身安全。另外，完善機(jī)械防止誤操作；完善柜間距離，要求隔離物起絕緣支撐作用，有良好的阻燃性能；加強(qiáng)母線導(dǎo)體間、相對地間的絕緣水平；改造高壓柜中的電流互感器，使之達(dá)到工況絕緣水平、峰值和短時(shí)耐受電流、短時(shí)持續(xù)時(shí)間的要求。

三是過電壓保護(hù)設(shè)備改造：過電壓保護(hù)設(shè)備主要包括：復(fù)合式和組合式過電壓保護(hù)器、金屬氧化物避雷器、一次消弧裝置、二次消諧器、零序電流互感器等，對6～35KV變電所中性點(diǎn)加裝自動(dòng)跟蹤自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈；為減少變電所運(yùn)行維護(hù)量，降低殘壓，防止避雷器的爆炸，避雷器更換為MOA無間隙金屬氧化物避雷器。

四是主變壓器有關(guān)輔助元件改造：改造中性點(diǎn)隔離開關(guān)及其操作機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)遙控操作；對有載調(diào)壓分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)方遙調(diào)操作；實(shí)現(xiàn)主變溫度遠(yuǎn)方測量監(jiān)控等。

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