110KV變電站的電氣設(shè)計(jì)與防雷保護(hù)

喬麗麗

(特變電工沈陽電力勘測設(shè)計(jì)有限公司，沈陽 110025)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，110KV變電站的應(yīng)用越來越廣泛。為了滿足日益增長的用電用戶需求，110KV變電站的使用環(huán)境更加復(fù)雜多樣，這就導(dǎo)致110KV在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)很多問題，無法保證供電系統(tǒng)的平穩(wěn)正常運(yùn)行。

1 110KV變電站的電氣設(shè)計(jì)

1.1 電氣主接線

電氣主接線是110KV變電站電氣設(shè)計(jì)時(shí)最關(guān)鍵的部分。電氣主接線不僅能幫助電器設(shè)備在既定功率下穩(wěn)定連接，也能確保電氣設(shè)備間電力的有效傳送。電氣主接線也是電力系統(tǒng)的重要組成部分，通過電氣主接線可以準(zhǔn)確有效地連接兩個(gè)線路的接口，在此基礎(chǔ)上建立電源的進(jìn)線及引線，在電力系統(tǒng)間設(shè)置母線，形成完全閉合的電力系統(tǒng)，保證正常的供用電傳輸。

1.2 電氣主接線設(shè)計(jì)

電氣主接線的設(shè)計(jì)工作是個(gè)不小的挑戰(zhàn)，不僅要設(shè)計(jì)電壓配電裝置的接線方式，還要對變壓器的規(guī)格容量、數(shù)量進(jìn)行合理估計(jì)、科學(xué)計(jì)算。相關(guān)工作人員要確保主接線設(shè)計(jì)工作是按照實(shí)際情況開展的，這樣該設(shè)計(jì)方案的可行性將會(huì)大大提升。在不影響主接線設(shè)計(jì)工作的前提下，還要控制方案的經(jīng)濟(jì)成本，盡可能減少不必要的開銷。只有確定完善的主接線設(shè)計(jì)方案，才能開展電氣主接線安裝圖的繪制工作。工作人員在選擇電氣設(shè)備時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況，保證電氣設(shè)備的所有環(huán)節(jié)都能夠正常運(yùn)行，盡可能地減少電氣設(shè)備的維修次數(shù)，使電氣設(shè)備長時(shí)間有效運(yùn)行。

1.3 110KV變電站的電氣設(shè)計(jì)原則和基本要求

電氣主接線設(shè)計(jì)方案直接影響110KV變電站的建設(shè)規(guī)模，變電站的規(guī)模則直接影響電氣設(shè)備的規(guī)模、繼電保護(hù)裝置的規(guī)格、配電裝置的規(guī)格。這些配置分工協(xié)作、平穩(wěn)正常運(yùn)行，在一定程度上會(huì)對電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提供動(dòng)力支撐。工作人員要確保人們?nèi)粘９ぷ鞯挠秒娬?，在用電質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的前提下，減少設(shè)計(jì)時(shí)不必要的材料損耗，最大限度控制變電站的經(jīng)濟(jì)成本。

此外，工作人員還要立足長遠(yuǎn)考慮，隨著用電量需求的不斷增加，未來該如何合理規(guī)劃110KV變電站的應(yīng)用，提前制定可行性的供電方案，采取有效應(yīng)對措施，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)電力事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。設(shè)計(jì)人員還需要將備用容量因素對電氣主接線的影響考慮在內(nèi)，一旦備用容量不足，無法適應(yīng)110KV變電站的實(shí)際需求，將對供用電系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2 110KV變電站的防雷保護(hù)

變電站大部分是建立在戶外的，在110KV變電站受到的所有外界環(huán)境影響中，最致命的影響便是雷害事故。雷害事故的產(chǎn)生主要來自兩個(gè)方面：一是雷直接擊中變電站；二是雷擊中輸出線路并產(chǎn)生雷電波，侵入變電站。一旦遇到雷雨天氣，將會(huì)直接影響到110KV變電站的平穩(wěn)運(yùn)行，變電站遭到雷擊傷害，其造成的損失非常巨大，并很容易嚴(yán)重?fù)p壞周圍線路，使變電站電壓輸出出現(xiàn)失誤，影響正常電壓范圍值，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊?10KV變電站的使用壽命。相關(guān)工作人員需要采取先進(jìn)的防雷措施，加強(qiáng)110KV變電站的防雷保護(hù)工作，最大限度地避免雷電帶來的嚴(yán)重影響。變電站防雷保護(hù)措施中最常見的方法是在容易遭受雷電電擊的地方安裝合適的防雷設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工作人員未來還能夠?qū)⒏悄芑募夹g(shù)運(yùn)用到110KV變電站的防雷保護(hù)工作中。

2.1 防雷保護(hù)設(shè)備概述

電力系統(tǒng)中防雷設(shè)備有很多，其中最基本的防雷保護(hù)設(shè)備就是避雷針、避雷線、避雷器、直擊雷保護(hù)裝置。直擊雷保護(hù)裝置通常將雷電引到設(shè)備本身，保護(hù)電力系統(tǒng)不被雷電直接擊中，并能夠順利接入大地。避雷針和避雷線則會(huì)防止雷電直接擊中變電站，起到防御作用，因此也被稱作直擊雷保護(hù)。避雷器的作用與其他兩個(gè)設(shè)備不盡相同，它防止沿輸電線路入侵變電站，因此也稱作雷電侵入波保護(hù)。

2.2 避雷針的保護(hù)原則

避雷針的裝設(shè)原則及其接地裝置的要求：(1)獨(dú)立避雷針最好設(shè)置獨(dú)立的接地裝置。110KV變電站的避雷針裝置一般放在變電站的架構(gòu)上，這樣能夠有效防止雷電直擊對變電站的損害，裝在架構(gòu)上的避雷針應(yīng)直接連接接地網(wǎng)，接地裝置應(yīng)集中裝設(shè)在避雷針附近。裝有避雷針的架構(gòu)也有特殊要求，即接地部分的距離最好保持在高于絕緣子串的長度，但在空氣污穢的地方，該距離可適當(dāng)調(diào)整。(2)避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到變電器接地線與接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，其連接長度不宜小于15cm。因?yàn)樽儔浩鞯拈T型架構(gòu)與變壓器距離較近，很難達(dá)到不小于15cm的要求，因此該架框上不應(yīng)裝置避雷針等設(shè)備。

2.3 避雷器的保護(hù)措施和配置要求

2.3.1 避雷器的保護(hù)措施

110KV變電站配電裝置的保護(hù)措施是通過氧化鋅避雷器與進(jìn)線保護(hù)段相結(jié)合。110KV的配電裝置絕緣與氧化鋅避雷器的最大雷電沖擊為10KA，配合系數(shù)應(yīng)保持在不低于1.4的范圍內(nèi)。另外，進(jìn)線保護(hù)段的作用在于通過限制雷電流量來降低雷電波損害，通過進(jìn)線段上避雷器控制絕緣數(shù)值不超過要求最高值。

2.3.2 避雷器的配置要求

氧化鋅避雷器的安裝位置和組數(shù)有一定的要求規(guī)范。配置要求一般由變電站、雷電沖擊絕緣水平、配電裝置的接線方式等決定。避雷器到110KV變電站的距離要與雷電季節(jié)的進(jìn)線路數(shù)成正比，即進(jìn)線路數(shù)越多，允許距離越遠(yuǎn)。110KV變電站中存在斷路器、隔離開關(guān)等絕緣水平高的部件，因此可適當(dāng)擴(kuò)大避雷器與它們之間的距離。

2.3.3 變壓器的防雷保護(hù)

作為110KV變電站最重要的組成部分，變壓器是需要重點(diǎn)進(jìn)行防雷保護(hù)的電氣設(shè)備。因其絕緣比較薄弱，在三繞組變壓器正常工作時(shí)，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)高、中壓繞組工作而低壓繞組開路的工作狀態(tài)，一旦在這個(gè)時(shí)候有雷電波入侵，低壓繞組出現(xiàn)過低電壓會(huì)危害變壓器的絕緣。為了避免發(fā)生這一事故，必須在低壓繞組的任一出口加裝一個(gè)氧化鋅避雷器。對于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，只需裝置氧化鋅避雷器即可。

3 結(jié)語

近些年來，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越迅速，城市化進(jìn)程不斷加快，對電力資源的使用需求也隨之增加。電力作為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡牟糠?，是日常生活的主要能源，為人們能夠生活在如此明亮的世界里提供?dòng)力。人們對供電系統(tǒng)的期望越來越大，要求越來越嚴(yán)格，這也讓我國的供電公司產(chǎn)生了巨大壓力。供電公司需要不斷思考如何滿足大部分用電用戶的不同需求。值得注意的是，相關(guān)工作人員在110KV變電站的電氣設(shè)計(jì)過程中，對變電站的防雷保護(hù)尤其重要，要盡可能提高110KV變電站的防雷保護(hù)功能，最大限度地減少雷電天氣對110KV變電站的帶來的傷害。