110kV變電站的電氣設(shè)計(jì)與防雷保護(hù)研究

鄭秀云 王慶華

摘要：我國電力企業(yè)在當(dāng)下的發(fā)展迎來了巨大的挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步對電力系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。而變電站作為我國電力系統(tǒng)的核心組成部分，對人們的日常供電有著重要影響。因此本文將主要對110KV變電站的電氣設(shè)計(jì)以及防雷保護(hù)進(jìn)行深入的研究和分析，探討電氣設(shè)計(jì)以及防雷保護(hù)對于110KV變電站的重要性，為促進(jìn)電力企業(yè)對于變電站的研究與發(fā)展提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：110KV變電站;電氣設(shè)計(jì);防雷保護(hù)

1 110kV變電站的電氣設(shè)計(jì)與防雷保護(hù)的概述

現(xiàn)階段，由于電力電子設(shè)備的普及，無論是工業(yè)生產(chǎn)，還是日常生活，對于電力能源的依賴都是極大的，一旦電力供應(yīng)中斷，將導(dǎo)致工廠停止生產(chǎn)，居民的日常飲食、出行遭受阻礙，在這種情況下，保證電力正常供應(yīng)，對于整個社會的正常運(yùn)轉(zhuǎn)而言，有著重要意義?；谶@一社會需求，在進(jìn)行110kV變電站建設(shè)時，應(yīng)該明確其在電網(wǎng)系統(tǒng)中的核心基礎(chǔ)地位，意識到變電站正常穩(wěn)定運(yùn)行，對于整個電力輸配送網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，從而提升對于變電站工作穩(wěn)定性、安全性的要求。在設(shè)計(jì)過程中，采用高新電力科技，優(yōu)化電氣整體設(shè)計(jì)與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，完善防雷保護(hù)設(shè)施配置，秉承著可持續(xù)發(fā)展的原則，不斷更新設(shè)計(jì)內(nèi)容，更新變電站電氣設(shè)備，提升變電站的抗風(fēng)險功能，確保其運(yùn)行能力和運(yùn)行質(zhì)量，為用戶提供更為高效、穩(wěn)定、安全的電力供應(yīng)服務(wù)。

2 110kV變電站的電氣設(shè)計(jì)

2.1 主接線的設(shè)計(jì)

（1）明確主接線設(shè)計(jì)要求以及詳細(xì)情況。在對110kV變電站進(jìn)行一次主接線的設(shè)計(jì)過程中，最開始要做的就是熟悉了解變電站的具體情況，隨后根據(jù)變電站電氣一次主接線的實(shí)際需求入手，秉承“靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)”的原則，結(jié)合實(shí)地考察的資料來開展一次主接線設(shè)計(jì)，制定出優(yōu)良的主接線方案。（2）方案的篩選與確定。在設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合變電站的實(shí)際情況來篩選出最科學(xué)、最合適的方案。這是因?yàn)閷?shù)據(jù)資料進(jìn)行分析后，會在設(shè)計(jì)過程中呈現(xiàn)不同的方案，在這些方案中往往會存在些許不足，有的還會與變電站的實(shí)際運(yùn)行不相符，所以要進(jìn)行方案的篩選與確定。（3）高壓電器設(shè)備的選擇。針對電氣一次主接線的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電壓、電流的分析，使其能充分滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求，同時將對變壓器的損壞程度降到最低。對110kV變電站來講，其運(yùn)行需要連接很多的電氣設(shè)備，一次主接線設(shè)計(jì)方案的目的是保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，要在方案確定后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案來選擇合適的高壓電器設(shè)備。不論是變電站一次主接線設(shè)計(jì)，還是高壓電器設(shè)備的選擇，都需要充分考慮變電站的實(shí)際情況，三者之間要相互配合【1】。

2.2 主變壓器的合理選擇

110kV變電站是設(shè)計(jì)中，主變壓器是其中的重要內(nèi)容，主變壓器的選擇是電氣設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，相關(guān)人員需要在此基礎(chǔ)上充分考慮以下設(shè)計(jì)要素：（1）設(shè)計(jì)人員需要對于電力系統(tǒng)運(yùn)行中電力使用的負(fù)荷變化情況等進(jìn)行主變壓器的合理選擇，選擇需要考慮其性能、經(jīng)濟(jì)性等要求，從而提升電氣工程的整體運(yùn)行效果，保障其可以在變電站運(yùn)行中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。（2）主變壓器選擇需要與變電所運(yùn)行具有一致性，進(jìn)而使得主變壓器與變電站運(yùn)行具有適應(yīng)性，能夠在變電站運(yùn)行中保持其實(shí)用性，另外，電氣設(shè)計(jì)人員還需要充分考慮其容量等指標(biāo)，進(jìn)而提升主變壓器與系統(tǒng)運(yùn)行的緊密聯(lián)系，使得其可以在后期的運(yùn)行中發(fā)揮其潛在的價值。（3）電氣設(shè)計(jì)人員需要充分考慮變電站的實(shí)際需求，進(jìn)而進(jìn)行主變壓器規(guī)格、型號、數(shù)量等的確定，使得主變壓器的選擇與應(yīng)用能夠滿足變電站運(yùn)行的實(shí)際需求，保證其功能發(fā)揮。

2.3 高壓配電裝置的設(shè)計(jì)

高壓配電裝置設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，其在設(shè)計(jì)中，需要充分考慮變電站的負(fù)荷性質(zhì)、環(huán)境條件、運(yùn)行維護(hù)需求等，盡量從技術(shù)性與環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性的角度進(jìn)行高壓配電裝置的合理選擇，選用資源節(jié)約、占地面積小的布置方案。在110kV變電站設(shè)計(jì)中，高壓配電一般采用的是GIS配電裝置，在這種設(shè)計(jì)形式下，110kV變電站設(shè)計(jì)會對城市的中心城區(qū)等產(chǎn)生極為不利的影響，運(yùn)行中會產(chǎn)生一定的噪音污染等，影響了周圍居民正常的生產(chǎn)生活。在這種情況下，高壓配電一般在戶內(nèi)布置，否則，如果其環(huán)境狀態(tài)較好，也可采用戶外布置的方式。如果在戶外布置中采用AIS布置方案，一般多采用戶外軟母線半高型布置或者普通中型布置的方式，而不采用高型布置的方案，因?yàn)楦咝筒贾玫姆绞骄哂胁牧舷亩?、投資大的特點(diǎn)，不具有經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的特點(diǎn)。

3 110kV變電站的防雷保護(hù)

3.1 變電站的進(jìn)線保護(hù)

110kV變電站在開展防雷保護(hù)的時候，應(yīng)該更為深層的考慮到變電站的使用情況以及運(yùn)行情況，接下來再對于雷電電流流過避雷器的幅值以及雷電波陡度開展相關(guān)的限制。在具體的使用當(dāng)中，線路如果出現(xiàn)了過電壓情況，幅值是線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓波朝著變電所活動，但是針對沖擊耐壓來說，其線路當(dāng)中的電流幅值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出變電站設(shè)備。在該種條件之下，變電站的防雷設(shè)計(jì)重點(diǎn)是需要在距離變電站位置比較近的線路當(dāng)中裝設(shè)有關(guān)的避雷線。假如沒有使用避雷線，一旦變電站在進(jìn)線遭受雷擊情況下，流過避雷器的雷電電流的陡度以及幅值將會超出線路自身的承受范圍，進(jìn)而使得線路出現(xiàn)損壞。為了能夠在防雷保護(hù)設(shè)計(jì)當(dāng)中把雷電波的產(chǎn)生范圍限制在變電站進(jìn)線段以外的范圍當(dāng)中，針對110kV當(dāng)中沒有避雷線的線路來說，就應(yīng)該使用相對應(yīng)的避雷線，其中避雷線的長度應(yīng)該在1-2km，進(jìn)而降低進(jìn)線段中雷電波產(chǎn)生的概率【2】。

3.2 接地屏蔽技術(shù)保護(hù)

雷電流的頻率是比較高的，該種特征就決定了它在接地電感當(dāng)中的影響比較大，進(jìn)而導(dǎo)致有關(guān)的接地體無法發(fā)揮出其具備的作用。就該方面來說，在同一接地裝置的沖擊之下，接地體的電阻是具備差距的。在變電站的防雷設(shè)計(jì)當(dāng)中，通常能夠通過自然接地體來完成防雷保護(hù)，例如跟大地連接的金屬結(jié)構(gòu)、建筑物以及地下管線等。在具體的防雷設(shè)計(jì)當(dāng)中，大多數(shù)是使用垂直接地體，對于泄放電流的進(jìn)出線所構(gòu)件的接地設(shè)計(jì)，通常將其設(shè)立為人工集中接地的形式。單獨(dú)的避雷針通常應(yīng)該設(shè)置單獨(dú)的集中接地裝置。避雷針的防雷保護(hù)當(dāng)中，需要防止其被保護(hù)裝置反擊。對于外界其他因素開展屏蔽能夠防止對于自身電磁場輻射等的干擾，在某種程度上防止了特定的空間內(nèi)部以及外部靜電感應(yīng)鎖帶來的消極影響。建筑物的屏蔽重點(diǎn)是通過建筑物跟金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)來創(chuàng)建初級屏蔽網(wǎng)，進(jìn)而對于外界電磁的干擾進(jìn)行抵御。

結(jié)束語

110KV變電站作為我國電力企業(yè)在供電電力系統(tǒng)當(dāng)中的核心組成部分，對電力系統(tǒng)的合理高效運(yùn)行有著非常重要的作用和影響。所以在對110KV變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中需要對變電站的電氣設(shè)計(jì)以及防雷保護(hù)進(jìn)行重要考慮，有效地提高對于變電站設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性，提高變電站在實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中的安全性以及穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]樊友平，陳藝，白津陽，吳蔚，宋佳翰，王彤.高壓低通濾波器限制雷電過電壓的應(yīng)用方案[J].高電壓技術(shù)，2019（04）：1256-1265.

[2]申莉華，楊帥.110kV變電站的電氣設(shè)計(jì)與防雷保護(hù)研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（12）.