110kV变电站电气设计与防雷保护探究

110kV变电站电气设计与防雷保护探究

何晓琳

黄石电力勘测设计有限公司43500

【摘要】随着我国综合实力的提高，对电力方面的要求也在逐渐增长，为了满足日常用电需求，国家对于110kV变电站的设计建造工作始终在推进，为广大民众提供了优质的、安全的用电环境。但在开展110kV变电站电气设计工作中，需要充分考虑到外部因素带来的安全隐患，尤其是加强防雷保护措施，严格遵循相关电气设计要求，确保用电安全。

【关键词】电气设计；110kV变电站；防雷保护

在我国电力技术的发展速度越来越快，在人们的日常用电需求中，110kV变电站起到了至关重要的作用。但受到长时间使用和外部环境的影响，110kV变电站想要安全稳定运行，需要从不同角度着手做好防范工作。其中，110kV变电站的电气设计和防雷保护是非常重要的组成部分，需要优化改进现有技术，使变电站自我防控水平得到持续提升。

一、110kV变电站电气设计防雷保护重要性

当前阶段在开展用电过程中，需要对供配电的稳定、安全、有序运行进行强化，满足人们逐渐递增的用电需要。作为我国供配电网系统中重要的组成部分，110kV变电站的安全稳定运行，与广大人民群众关系密切，加强对现有电气设计和防雷能力的优化改进工作，不但可以使变电站的整体性能得到强化，最为重要的是为广大群众提供了更加安全和顺畅的用电需求，为其提供了更加全面的技术服务。

二、110 kV变电站电气设计要点内容

变电站中的电气主接线主要是在变电站的电力系统中，为了更好地符合既定功率传送与运行的要求而实现电气设备之间连接的电路，这一电路本身具备传送电能的作用和价值，一般电气主接线是将电源的进线与引出线作为整个线路的基础，然后将母线作为中间环节，从而形成电能输配电路。所以在本次设计电气主接线首先需要结合110kV变电站的实际情况，结合拟定方便可行的主接线方案，主要包括了主变压器的容量、台数、形式、各级配电装置具体的接线方式，与主接线的需求相结合，基于技术层面对不同接线设计方案优缺点进行论证，确保电气接线方案最优化成功绘制主接线图。与当地电力运营的实际情况结合，尽可能选择同类型输电材料，在具体选择过程中还需要对输电线路质量及线损相关问题综合考虑，确保今后电网升级改造中能够选择材料规格等同的输电材料。在变电站的电气设备选择的过程中为了更好提高变电站的运营可靠性，所有的电气设备都需要进行标准可靠的数据测试，在鉴定通过之后，才可以投入变电站的建设当中。

图1  智能变电站结构图

对模块主要接线位置的优化，首先是拟定可行的主接线方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优缺点，保留两个技术上较好的方案。对这两个方案进行经济计算和比较，确定最优的主接线方案，绘制最优方案电气主接线图，尽可能减少后期改造、维护、扩建带来的难度。

三、110kV变电站防雷保护设计要点

（一）雷电入侵防护

电能对于我们的当代社会生活各方面发展来讲，是不可或缺的关键能源，保护电能也是社会各行业均能够正常有序运行的实际所需，但是外在天气还是会不可避免地对110kV变电站运行产生较大影响。一旦遭受意外雷击便会在一定程度上对变电站运行安全稳定性产生影响，与目前的110kV变电站运行情况来看，所遭受的雷击通常会造成较大的受损可能性，以及局部线路防护层也会发生意外破损，造成较大的变电站内部转化电压，超出原本承受标准内的电压限制。110kV变电站的使用期限，应当采用有关技术手段保护110kV变电站，这样便能够有效避免变电站所受雷击。变电站电力设备直接遭受雷击情况相对较小，一般情况下会沿着电源入侵，譬如避雷器动作就是避雷器增加两倍叠压后，发生的电磁感应耦合低压，运用自动化、微机保护模块所致。雷电极可能沿通讯网入侵，雷电引发通信设备电路的过电压，一般会在串行通信中直接作用电位差，这是低压电源缺少必要的防雷措施所致。

（二）防雷保护方案设计

在如今有关110kV变电站的防雷保护设计中，现有设计通常在极易发生雷击所在位置范围内，安装防雷设备或电力导线安装防雷层。面对直击雷情况，可以运用避雷线、避雷针、避雷网以及避雷器等，设计防雷接地装置快速成功实现雷电流接地。需要实现变电站系统与公共系统之间的有效接地单点连接。此种接地形式可以有效避免雷击所造成的仪表功能损害。同时在实现等电位接地过程中，还应当进一步重视现场施工标准，系统化接地范围应当保持于20m以上，引下线的整体电缆距离则应当在2m以上。

图2  变电站专用防雷接地模块

也可全面勘测现场环境情况，之后在雷击频率较高的位置安装SPD设备，从而实现对电流的分流处理，有效避免雷击灾害。对于整体的变电站防雷设计则需要将避雷针安装所需位置上，从而碰变电站所受雷电干扰情况的发生率有效控制。构建屏蔽体，从而有效避免出现雷击情况中的电磁脉波，干扰现场仪表的系统功能。在110kV变电站电路系统控制中，构建屏蔽体能够有效控制且阻断电磁脉波，防止出现DCS受雷击的干扰情况，加大对其的保护力度。也可对于110kV变电站的内部设施设备，譬如计算机主机、载波机、RTU等设备，可以运用建筑物屏蔽措施，胡保护对象采用金属网管、金属网泊壳成功包围，从而实现保护目的，还可以运用恰当布线，对于产生的电磁脉冲干扰情况有效预防。

图3   110kV变电站防雷设计

四、结束语

综上所述，作为当前社会经济发展的主要需求，电力资源在当今时代下变得越发重要，基于此，对于110 kV变电站电气设计与防雷保护工作一定要重视起来。实际在开展方案设计规划工作时，需要对当地的位置环境和外界天气等相关因素综合考虑，做好电力配送工作，优化改进电网系统的核心组成部分，确保110 kV变电站的作用能够得到充分发挥。

【参考文献】

[1]罗勋,刘新刚,郭文斌.基于层次分析法的某750 kV变电站规划站址比选研究[J].电力勘测设计,2021(03).

[2]吴仕军,王蔚,罗应松,等.110kV变电站防雷装置保护措施研究[J].价值工程,2019(34).

[3]李舟鑫,李彦霖,李婧,等.110kV以上电压等级变电站避雷针折线法与滚球法保护半径对比分析[J].现代建筑电气,2019(06).

[4]吴慧峰,邱明明,何文峰,等.一种10 kV配网绝缘导线电动剥皮器的研制[J].水电与新能源,2021(12).