110kV变电站的电气设计与防雷保护分析

110kV变电站的电气设计与防雷保护分析

姚仲朝,毕春阳,陈静,范景雨,张金艳

中车唐山机车车辆有限公司

摘要：由于变电站在电力系统中的主导地位和重要性，当不同地区的电网架构设计更新和发展时，将同时对其进行调整。随着工业生产范围的扩大和群众用电需求的增加，对供配电系统负荷安全的需求以及电力项目衍生运行的稳定性也将得到提高。正在建设的变电站已不能满足现阶段的发展需求，必须从电气设备的主接线方式、接地网设计等方面对产品进行升级和改进，并根据有效设计提高供电系统的效率和效果。

关键词：110kV；变电站；电气设计；防雷保护

1、110kV变电站电气设计防雷保护意义

随着电力市场需求的增加，供电和配电系统的安全性和可靠性自然得到了提高。变电站能够合理使用，能够更好地满足公众日常生活和生产中的用电需求。为了有效管理能源消耗问题，110KV变电站长期以来一直是我国供配电网络系统中不可或缺的重要组成部分，因此，确保110KV供配电系统的安全稳定运行尤为重要。有必要提高变电站当前的电气设备设计和防雷水平。这样，变电站的整体特性可以逐步改善，玩家也可以得到更安全和全面的技术建议。

2、110kV变电站电气设计原则

确保110KV变电站的安全稳定运行。电气设备设计方案是否科学规范，直接关系到变电站的综合运行效率。根据电源电路可以实现多个电气设备的连接，从而实现电能效率的成功转换。电气设备的主接线可充分利用母线槽，根据电源插头和导线安全操作变电站。在设计110KV变电站电气设备的主接线时，应遵循以下标准：1）根据变电站和电网的具体运行条件，从全方位综合考虑相关设计因素，制定了科学规范的最优控制的电气设备组接线方案。2）间接采购电气设备特性，科学布局配电设备结构，设计配电设备电路自动跳闸保护系统，确保区域电网安全稳定运行。3）电气设备的连接工具以电气设备的主接线为主。应根据长期和短期对100KV变电站的运行负荷危险进行分类。

3、110kV变电站电气设计要点分析

3.1电气主接线设计

在变电站的连接设计中，连接方法相对复杂。其中，主要设备是变压器。一般来说，变压器承受配电线路的变压和泄压。在设计电气设备的主接线时，应采用更好的接线设计方法，使变压器的性能指标在标准使用范围内。在选择变压器时，应根据用电量和负荷的实际需求及其应用情况进行综合考虑。当发电量较小时，必须配备一台变压器和两台配套发电机组。如果情况相反，还需要根据实际情况增加变压器和电动机的总数。因此，在变电站的设计过程中，有必要关注主接线的设计。一方面，要根据平面设计图设计家电区的主接线，进行整体合理布局。另一方面，有必要不断优化和改进模块的关键接线部件，减轻配电设备未来日常维护的压力，降低设备检查过程的成本，并改进改造和再改造的维护和管理。

3.2信号整理

在进行110KV线路光纤通道设计时，必须确保通信安全通道在数据信号梳理链路中保持双延迟，并综合使用电子元件电压互感器和组合单元模式，以提高安全的累积实际效果。此外，为了加强数据信号分类的效率和效果，需要使用双日系统软件连接合并单元，全面收集和分类每个电子电压互感器收集的数据信号，然后检查数据信号。对于数据信号异常的根本原因，需要更全面、更准确地进行电气设备设计，完成设计与实际需求之间的平衡。

3.3智能运营管理方法

目前，智能变电站的设计和理解还不具体。一些西方资本主义国家已经开始对智能电气系统进行科学研究，但各国的基本国情和电力项目发展情况不同。因此，许多制造商对智能变电站有不同的设计和开发思路。例如，在西门子看来，智能变电站设计的核心应该集中在相对较高的自动化技术上，以自动化控制作为变电站改善功能的支点。然而，大教堂医生企业有不同的观点。认为西门子提出的智能系统设计意识只是信息化建设中较为基础和具体的内容，真正的设计重点应该是电气设备的数据采集和运行状态下的检测。由于设计理念的多样化、具体的电力工程情况和市场需求，我们应根据电网设计统一质量管理标准，采用智能系统和自动控制的电网综合运行管理方法。智能电网的基础建设也是当前电力行业面临的关键考验，也是未来发展的方向。以物理电网为载体，选择先进的通信技术、高端传感器、电力电子设备、自动化机械等，对电气设备运行进行自动化技术分析和监督，消除隐患，操纵运行风险。

4、防雷保护设计及相关措施

4.1雷电入侵途径

电磁能是我们日常生活各方面发展趋势中不可或缺的重要动力能源。保持电磁能也是家庭中所有行业正常有序运行的具体需要。然而，外界气体温度不可避免地会对110KV变电站的运行产生很大影响。

一旦发生意外雷击，将在一定程度上影响变电站的运行安全和可靠性。与目前110KV变电站的运行相比，雷击一般会导致相对较高的损坏概率，一些配电线路的保护层也会意外损坏，导致变电站内部结构的开关工作电压相对较大，超过了原规范中的工作电压限值。这将持续缩短110KV变电站的使用寿命。110KV变电站的维护应选择相应的方法，这样可以有效地防止变电站遭受雷击。变电站内的电气设备不会立即受到雷击。通常，它会沿着开关电源侵入。例如，高压避雷器的姿态是高压避雷器后产生的电流的磁效应加倍并受到挤压，这是自动化技术和微机继电保护控制模块的应用造成的。雷击极可能沿着通信网络侵入。雷击会导致通信设备的电源过电压，这通常会立即导致串行通信端口的电位差。这也是由于低压电源缺乏必要的防雷保护造成的。

4.2直击雷的维护设计

不同类型的变电站和不同区域的防雷设计规定不同，接地系统设计的标准也不同。例如，对于中小型变电站，将安装单独的避雷针，这适用于设计单独的接地系统。在非高土壤电阻率区域，直流接地线的电阻应控制在100Ω以内。如果出现障碍，接地系统应与主接地网连接，以减少接地线在各个方向的电阻。因此，有必要选择合适的高压避雷器，整合不同变压器安装区域电网额定电流的不同特性，并选择合适的防雷设备。

此外，单个避雷针的位置不得靠近人行通道，避雷针及其接地系统与人行横道、出入口的距离应大于3m。如果未按照该距离进行装配设计，则必须采取均压措施，或铺设砾石或沥青路面。对于工作电压为110KV及以上的配电设备，应在配电设备的结构设计或屋顶上安装避雷针。对于土壤电阻率超过1000Ω•m的区域，不仅需要设计单独的避雷针，还需要进行相应的计算。通过降低接地线电阻、改善绝缘层特性等方法，可以避免雷击事故的发生。

4.3避雷针

装配防雷设备是做好防雷设计的一种更适用、更方便的方法。但同时，为了合理布置防雷设施，控制与防雷设备相关的服务设施的维护成本，应在变电所内杆塔、照明塔等局部建筑物的高处设置避雷针。避雷针和避雷带的作用是正确引导雷击被保护对象，并安全地泄漏到地面，以避免雷击，降低维护范围内电气设备和建筑物被雷击的概率。它的工作原理是将避雷带与避雷针连接，避雷针也会有一个磁感应来聚集许多正电荷。闪电从空中沿着避雷针，进入避雷带，进入地下防雷网络，产生控制电路，从而消除雷击。随着时代的进步，借助于监控摄像机立柱避雷针的防雷设计，可以在监控摄像机的支撑架上建造避雷针。防雷引下线可直接使用金属棒本身或φ8mm镀锌圆钢。为了避免电流的磁效应，监控摄像机沿电杆的电源插头和电源线应套在金属软管中，以实现隔离。屏蔽金属软管的两侧应接地。

结论

总体而言，现代化建设推进了供配电系统的转型，整合了每个人生活用电和工业生产用电的多重需求。变电站的有效设计必须立足实际需要，改进电气设备设计，改进相关工作，提高110KV变电站的安全和维护作用，应用智能系统和自动控制，并根据基本国情，主动科学研究智能变电站，进一步提高安全系数，改进防雷装置设计，组装避雷针和接地系统，保持中国变电站电力系统的稳定运行。

参考文献：

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