110kV變壓器中性點(diǎn)保護(hù)用氧化鋅避雷器的選擇

錢(qián)心怡 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司無(wú)錫供電分公司

在我國(guó)部分地區(qū)的電網(wǎng)中，110kV 電網(wǎng)連接中都出現(xiàn)過(guò)，因遭受雷擊的情況造成爆炸等情況，高壓電網(wǎng)的安全運(yùn)行與避雷器的選擇息息相關(guān)，對(duì)于雷擊爆炸等問(wèn)題，國(guó)家電網(wǎng)可以選擇符合質(zhì)量規(guī)定的避雷器，而不同形式的爆炸，防爆措施的材質(zhì)需要重點(diǎn)研究，降低避雷風(fēng)險(xiǎn)，從終端解決避雷防爆是我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)一直在研究的課題之一。

一、避雷器的作用

金屬氧化物避雷器在當(dāng)今電壓保護(hù)系統(tǒng)中是較為先進(jìn)的一種電氣設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，避雷器對(duì)于電壓具有保護(hù)作用，避雷器在發(fā)、變、輸電設(shè)備的使用中，起保護(hù)作用，在其運(yùn)行原理中，充當(dāng)放電電阻的角色，任何原有產(chǎn)生的過(guò)電電壓都會(huì)導(dǎo)致其電流瞬間增大，在運(yùn)行中將電流引入自身，維持電力設(shè)備正常運(yùn)行[1]。在此過(guò)程中，避雷器兩端電壓在限制需求范圍內(nèi)，使其中與避雷器并聯(lián)的電力設(shè)備受到保護(hù)，在雷電等特殊電流流通后，避雷器回歸到正常狀態(tài)，準(zhǔn)備下一次異常電流的流通。

二、關(guān)于氧化鋅避雷器的選擇原則

避雷器選擇的參考依據(jù)主要是，在氧化鋅避雷器工作時(shí)過(guò)電壓、雷電壓通過(guò)過(guò)程中，其要保障受保護(hù)電路不受外界因素影響，進(jìn)行正常供電，在此基礎(chǔ)上，受到臨時(shí)工作任務(wù)的氧化鋅避雷器，不影響其他線(xiàn)路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。由于氧化鋅避雷器在工作中只需保證暫時(shí)流通電壓保持10 秒及以上，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)出現(xiàn)障礙過(guò)程中，其故障時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出避雷器可承受時(shí)間范圍，為維護(hù)人們?nèi)粘９╇娦枨?，在超常工作過(guò)程中，氧化鋅避雷器在此過(guò)程中過(guò)電后持續(xù)發(fā)熱，到達(dá)不可承受狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)熱崩潰或引發(fā)爆炸。為盡量避免這種風(fēng)險(xiǎn)，氧化鋅避雷器的溫度在達(dá)到一定崩潰邊界時(shí)，需及時(shí)進(jìn)行解決。

三、110kV變壓器主變中性點(diǎn)接地與中性點(diǎn)保護(hù)

110kV 變壓器中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，總保持定額數(shù)量的變壓器不接地或接地運(yùn)行，不同的接地方式，系統(tǒng)出現(xiàn)短路時(shí)，中性點(diǎn)上過(guò)電壓數(shù)據(jù)也不同[3]。在主變中性點(diǎn)上出現(xiàn)的過(guò)電壓有，大氣過(guò)電壓、工頻過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓、操作過(guò)電壓。由于諧振過(guò)電壓本身具有一定危害性，在運(yùn)行中為避免和消除這種危害，因此在測(cè)試中排除諧振過(guò)電壓這一因素，而操作過(guò)電壓危害可以通過(guò)一些措施進(jìn)行解決，所以，變壓器中性點(diǎn)的過(guò)電壓主要指大氣過(guò)電壓和系統(tǒng)發(fā)生短路的情況下，中性點(diǎn)產(chǎn)生的工頻過(guò)電壓。

四、110kV變壓器中氧化鋅避雷器參數(shù)選分析

當(dāng)今研究表明，普遍使用的避雷器中，不同中性點(diǎn)的變壓器其絕緣程度不同，絕緣程度較低的避雷器，在保護(hù)中最為困難。在運(yùn)行過(guò)程中，避雷器與變壓器中性點(diǎn)的集合距離系數(shù)可以不納入重點(diǎn)考慮范圍。另外，在高壓側(cè)氧化鋅避雷器保護(hù)失效時(shí)，在變壓器中流通的電流一般小于500A，最大也不超過(guò)1000A[4]。所以，避雷器殘壓在絕緣組合上是符合實(shí)際需要的。主要問(wèn)題在于，在非正常運(yùn)營(yíng)情況出現(xiàn)時(shí)，經(jīng)過(guò)過(guò)電電壓避雷器能否起到實(shí)際作用。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中對(duì)于避雷器的選擇中，110kV 變壓器一般選用102kV 避雷器。在實(shí)際選擇過(guò)程中，在對(duì)110kV 變壓器各項(xiàng)情況了解清楚的狀態(tài)下，選擇額定電壓與其相匹配的參數(shù)值，是實(shí)現(xiàn)保護(hù)的最好方法。

五、防止氧化鋅避雷器在110kV變壓器使用中出現(xiàn)爆炸

首先，關(guān)于質(zhì)量問(wèn)題，關(guān)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量在采購(gòu)時(shí)需詳細(xì)關(guān)注，從設(shè)計(jì)、密封性、加工環(huán)境等方面進(jìn)行考慮，在氧化鋅運(yùn)行時(shí)，將其使用狀態(tài)進(jìn)行記錄，出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系商家進(jìn)行解決，使其依據(jù)實(shí)際需求不斷完善、開(kāi)發(fā)。其次，依據(jù)110kV避雷器實(shí)際參數(shù)需求進(jìn)行選擇，在額定電壓、持續(xù)運(yùn)行電壓、進(jìn)行能量等方面進(jìn)行精準(zhǔn)核算，保證使用的氧化鋅避雷器型號(hào)、參數(shù)匹配度[5]。最后，在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，在試驗(yàn)完畢后，正式投入使用過(guò)程中，安裝溫度監(jiān)測(cè)裝置，在溫度異常情況下，查詢(xún)電壓異常狀態(tài)，在數(shù)據(jù)顯示異常時(shí)，為防止出現(xiàn)爆炸的情況，可采用脫離其110kV 變壓器中性點(diǎn)接地的辦法，控制爆炸帶來(lái)的損失與傷害。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，氧化鋅避雷器的選擇主要在于，作為電阻在110kV 變壓器中的中性點(diǎn)保護(hù)，避雷器特有參數(shù)是保證并聯(lián)電容裝置安全性的重要因素，在氧化鋅避雷器的應(yīng)用中，選擇安全性能最好、使用壽命最長(zhǎng)、防爆裝置最為突出的避雷器是我國(guó)110kV 電壓中性點(diǎn)保護(hù)的首選，經(jīng)過(guò)本文對(duì)于氧化鋅各種型號(hào)的避雷器進(jìn)行研究，在不同需求下，氧化鋅避雷器的選擇可從實(shí)際電力需求出發(fā)，給國(guó)家電力安全帶來(lái)保障。