淺談35kV廣平礦區(qū)變電站系統(tǒng)雷害綜合治理

【摘要】文章介紹了2016年-2018年期間發(fā)生的35kV廣平礦區(qū)變電站設(shè)備雷害事故，詳細(xì)說明雷害事故分析和處理過程，并采取針對性的治理措施解決了廣平變設(shè)備雷害問題。

【關(guān)鍵詞】變壓器主保護(hù);防雷接地;避雷器;過電壓保護(hù)裝置

35kV廣平礦區(qū)變電站含東站和西站，于2010年建成并投入運(yùn)行，主要承擔(dān)廣元礦區(qū)生產(chǎn)生活供電保障任務(wù)。

近年來，廣平變電站電氣設(shè)備雷害事故頻發(fā)，特別是2016年-2018年期間，受雷擊侵襲導(dǎo)致東站1#主變主保護(hù)動作12次，變壓器繞組擊穿損毀3臺次;東站2#主變主保護(hù)動作8次，變壓器繞組擊穿損毀2臺次;西站1#主變主保護(hù)動作4次，變壓器繞組擊穿損毀1臺次;變電站10kV配電室開關(guān)柜和母線PT柜過電壓保護(hù)裝置燒毀8組;10kV元沙線路、池坪蘆線路、救護(hù)隊線路多次發(fā)生雷擊跳閘和避雷器、瓷瓶擊穿事故。雷害事故造成設(shè)備損毀直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)65萬元，多次造成廣元礦區(qū)停電事故，嚴(yán)重危及廣元礦區(qū)供電安全可靠性。

1. 雷害事故分析和處理

1.1 變電站防雷系統(tǒng)簡介

35kV廣平礦區(qū)變電站防雷系統(tǒng)委托三明億源電力勘察設(shè)計有限公司設(shè)計，項目竣工驗(yàn)收材料齊全，結(jié)論合格。其中東站防雷系統(tǒng)主要包括：

變電站防雷：站內(nèi)設(shè)置兩座獨(dú)立避雷針，與主接地網(wǎng)分開單獨(dú)接地;6個戶外35kV設(shè)備間隔即4個進(jìn)出線開關(guān)間隔和2個PT、BL間隔均裝設(shè)避雷器，共裝設(shè)6組;10kV開關(guān)柜和母線PT柜內(nèi)均裝設(shè)過電壓保護(hù)裝置;站內(nèi)高低壓電氣設(shè)備間隔構(gòu)架接地與主接地網(wǎng)相連。

線路防雷：2路進(jìn)線電源線路（35kV前礦線和35kV銘礦線）及2路35kV東西聯(lián)絡(luò)線路均采用裸鋁線架空架設(shè)，全線裝設(shè)避雷線;各10kV出線均采用裸鋁線架空架設(shè)，在線路出線桿及終端桿各裝設(shè)一組線路型避雷器。西區(qū)變電站防雷設(shè)計與東區(qū)一致。

1.2 雷害事故分析和處理

雷害事故發(fā)生后，對雷害事故的分析和處理主要經(jīng)歷了兩個階段。

1.2.1 第一階段為2016年-2018年上半年

供電所組織人員進(jìn)行原因分析，初步認(rèn)為是雷擊造成設(shè)備損毀但尚不明確雷擊侵入的路徑，先按排除法對可能存在的問題進(jìn)行排查處理，采取的措施主要有：

1）組織人員對東西區(qū)變電站系統(tǒng)主接地網(wǎng)、避雷針接地及10kV出線避雷器接地進(jìn)行測試，各接地點(diǎn)阻值在合格范圍內(nèi);組織對東西區(qū)變電站系統(tǒng)主接地網(wǎng)進(jìn)行延伸，進(jìn)一步改善主接地網(wǎng)放電能力;2018年委托福建省水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院專家對系統(tǒng)主接地網(wǎng)各點(diǎn)做通斷測試和接地電阻復(fù)測，結(jié)論為合格。

2）組織人員對線路型和站用型避雷器重新選型，對標(biāo)國網(wǎng)公司入圍廠家和規(guī)格，統(tǒng)一更換為陶瓷氧化鋅避雷器;避雷器試驗(yàn)合格并每年更換新避雷器。

3）聯(lián)系變電站系統(tǒng)保護(hù)裝置廠家南自及變壓器廠家天宇技術(shù)人員到站檢測分析，保護(hù)裝置及變壓器參數(shù)檢測合格。

4）完善變電站系統(tǒng)保護(hù)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)保護(hù)的可靠性：變壓器后備保護(hù)由過流保護(hù)改為復(fù)壓過流保護(hù);退出10kV線路的重合閘保護(hù)。

采取以上措施后，系統(tǒng)雷害事故未得到實(shí)質(zhì)性解決，問題仍然存在，2018年雷雨季節(jié)期間東西區(qū)變電站3臺主變遭多次雷擊侵入并造成2臺次變壓器繞組擊穿損毀。

1.2.2 第二階段為2018年下半年

在前期排查處理的基礎(chǔ)上，我們對雷擊侵入路徑有了進(jìn)一步的認(rèn)識，下半年再次組織機(jī)電技術(shù)人員對廣平礦區(qū)變電站的防雷設(shè)計和能力能否滿足實(shí)際要求進(jìn)行討論，并形成一致的結(jié)論：變電站原有的10kV系統(tǒng)防雷能力弱，僅有架空線路出線桿的避雷器一道防線起防雷作用。當(dāng)變電站附近頻繁發(fā)生強(qiáng)雷擊后，因線路避雷器防雷能力有限，雷電波沿10kV架空線路（東區(qū)主要是10kV元沙線和救護(hù)隊線路、西區(qū)主要是10kV池坪蘆線路，近年來這五路線路雷擊跳閘次數(shù)多、避雷器及瓷瓶擊穿頻繁）侵入變電站10kV系統(tǒng)，而各10kV開關(guān)柜和母線PT柜內(nèi)均裝設(shè)過電壓保護(hù)裝置，不具備雷擊過壓保護(hù)功能，本身無防雷能力，雷電波進(jìn)而沿10kV母線侵入變壓器，導(dǎo)致變壓器主保護(hù)動作并逐步破壞繞組絕緣，最終造成變壓器繞組雷擊過壓擊穿事故。

針對東西區(qū)變電站10kV系統(tǒng)存在的防雷能力弱的問題，按雷擊入侵的路徑，提出了對應(yīng)的雷害治理措施，切斷雷電波入侵通道，把原有的一道防線增加到四道防線，極大的提高了10kV系統(tǒng)防雷能力。主要采取的措施有：

1）變電站10kV配電室增加兩道防線：一道防線是10kV元沙、救護(hù)隊、池坪蘆坑出線開關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)的過電壓保護(hù)裝置更換為站用型避雷器，共裝設(shè)5組避雷器;一道防線是兩路10kV進(jìn)線開關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)的過電壓保護(hù)裝置更換為站用型避雷器，共裝設(shè)2組避雷器;保留兩路PT柜的過電壓保護(hù)裝置。

2）部分10kV輸電線路增加一道防線：10kV元沙、池坪蘆坑雙回架空線路的部分頻遭雷擊桿段裝設(shè)新型線路感應(yīng)避雷器，共裝設(shè)18組避雷器，主要是防感應(yīng)雷沿線路侵入系統(tǒng)，提高供電線路防雷擊能力。

3）35kV站內(nèi)避雷器按周期進(jìn)行更換測試，共更新6組避雷器。

2. 結(jié)束語

2018年10月組織雷害治理項目工程實(shí)施，工程竣工后組織對各個新增接地點(diǎn)阻值進(jìn)行復(fù)測，確保數(shù)據(jù)合格。12月全部治理工程驗(yàn)收合格并投入運(yùn)行，廣平礦區(qū)變電站系統(tǒng)防雷治理項目工程費(fèi)用14.9萬元。今年以來，廣平礦區(qū)變電站未發(fā)生電氣設(shè)備雷害損毀事故，變壓器未發(fā)生雷擊跳閘事故，線路雷擊跳閘次數(shù)大大減少，保持供電系統(tǒng)運(yùn)行正常。通過技術(shù)人員的不懈努力，廣平防雷綜合治理成效明顯，從根本上解決了困擾廣平變電站多年的雷害難題，保障了廣元礦區(qū)供電安全可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李駿年.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).北京：中國電力出版社，1999（10）：189-218

[2] 劉守豹.變電站雷電侵入波分析.四川電力技術(shù)，2015（4）：863

作者簡介：吳建林（1980.6-）福建省永安市人，注冊安全工程師;主要從事發(fā)供電系統(tǒng)管理和安全管理工作。