110kV變電站電氣設(shè)計(jì)及其防雷保護(hù)

1、110kV 變電站電氣設(shè)計(jì)及其防雷保護(hù)摘要：110kV變電站在我國的日常供電中發(fā)揮的作用非常重要，但是在正常 使用的過程中，有可能會(huì)受到內(nèi)外部因素的影響，導(dǎo)致 110kV 變電站的工作穩(wěn)定 性受到一定的影響。為了充分提升110kV變電站的運(yùn)行安全穩(wěn)定性，有必要對 llOkV變電站電氣設(shè)計(jì)及其防雷保護(hù)進(jìn)行探究，以保證其能夠?yàn)樯鐣?huì)穩(wěn)定供電。關(guān)鍵詞：110kV ；變電站；電氣設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)110kV 變電站電氣設(shè)計(jì)與防雷保護(hù)的意義經(jīng)濟(jì)全球化的快速發(fā)展促進(jìn)了我國市場經(jīng)濟(jì)的深入推進(jìn)，在此背景下，市場 經(jīng)濟(jì)體制逐步完善與建立，尤其是電力行業(yè)的發(fā)展?jié)M足了人們生產(chǎn)生活各方面的 需求，人們對電力行業(yè)的發(fā)展提出了

2、更高的質(zhì)量與安全要求。電力行業(yè)發(fā)展中， 穩(wěn)定性與安全性是其中重要的評價(jià)指標(biāo)，這就要求電力行業(yè)的各個(gè)組成部分，都 要在維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全方面實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展，以減少電力消耗，促進(jìn)電 力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。變電站是電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，在一定程度上直 接影響供配電的穩(wěn)定與安全?；诖?，需要在11OkV變電站設(shè)計(jì)中，提高電氣設(shè) 計(jì)的合理性，正確采用防雷接地保護(hù)等，促進(jìn)電力行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。110kV 變電站的電氣設(shè)計(jì)主接線的設(shè)計(jì)在變電站主接線的設(shè)計(jì)中，需要首先根據(jù)變電站的規(guī)模與功能等要素，確定 最優(yōu)的主接線設(shè)計(jì)方案，在該方案中，還應(yīng)該包含變壓器的形式、臺(tái)數(shù)、容量等 內(nèi)容，在此過程中，還需要充分

3、考慮變電站設(shè)計(jì)中對于主接線的要求，從而對比 各個(gè)主接線方案的經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性，分析各個(gè)方案的優(yōu)勢與不足，進(jìn)而進(jìn)行方案 的比對，保留兩個(gè)技術(shù)性最好的方案。隨后相關(guān)人員需要從經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的角 度出發(fā)，選擇最優(yōu)的主接線方案，從而在方案確定的基礎(chǔ)上繪制電氣主接線圖。 在電氣設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的選擇直接影響著11OkV變電站功能的發(fā)揮?；诖耍?電氣設(shè)備的選擇需要充分考慮其運(yùn)行、檢修等要素，并要滿足變電站遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī) 劃的實(shí)際需求，嚴(yán)格根據(jù)變電站運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境條件等加以選擇。主變壓器的合理選擇主變壓器的選擇是 110kV 變電站電氣設(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

4、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)揮應(yīng)有的 作用。(2)主變壓器選擇需要與變電站運(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，使其 可以在后期的運(yùn)行中發(fā)揮潛在的價(jià)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。高壓配

5、電裝置的設(shè)計(jì)高壓配電裝置設(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、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，高壓配電裝置 一般采用的是GIS設(shè)備，在這種設(shè)計(jì)形式下，110kV變電站會(huì)對城市的中心城區(qū) 產(chǎn)生極為不利的影響，運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定的噪音污染等，影響周圍居民正常的生 產(chǎn)生活。在這種情況下，高壓配電裝置一般在戶內(nèi)布置，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)?

6、高型布置的方式具有材料消耗多、投資大的特點(diǎn)，不具備經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。110kV 變電站防雷保護(hù)設(shè)計(jì)3.1 雷電入侵途徑電能對于我們當(dāng)代社會(huì)生活各方面發(fā)展來講，是不可或缺的關(guān)鍵能源，保護(hù) 電能也是社會(huì)各行業(yè)均能夠正常有序運(yùn)行的實(shí)際所需，但外在天氣會(huì)不可避免地 對 110kV 變電站運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。而且遭受意外雷擊便會(huì)在一定程度上對變電 站安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，從目前的 110kV 變電站運(yùn)行情況來看，所遭受的雷擊 通常會(huì)造成較大的受損可能性，以及局部線路防護(hù)層也會(huì)發(fā)生意外破損，造成較 大的變電站內(nèi)部轉(zhuǎn)化電壓，超出原本承受標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的電壓限制。這樣便會(huì)不斷減少 110kV 變電站的使用期限。應(yīng)當(dāng)采用有

7、關(guān)技術(shù)手段保護(hù) 110kV 變電站，這樣便能 夠有效避免變電站遭受雷擊。變電站電力設(shè)備直接遭受雷擊情況相對較小，一般 情況下會(huì)沿著電源入侵。譬如避雷器動(dòng)作就是避雷器增加兩倍疊壓后，發(fā)生的電 磁感應(yīng)耦合低壓，運(yùn)用自動(dòng)化、微機(jī)保護(hù)模塊所致。雷電極可能沿通訊網(wǎng)入侵， 雷電引發(fā)通信設(shè)備電路的過電壓，一般會(huì)在串行通信口直接作用電位差，這是低 壓電源缺少必要的防雷措施所致。3.2 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)方案在如今有關(guān) 110kV 變電站的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有設(shè)計(jì)通常在極易發(fā)生雷擊 所在位置范圍內(nèi)，安裝防雷設(shè)備或電力導(dǎo)線安裝防雷層。面對直擊雷情況，可以 運(yùn)用避雷線、避雷針、避雷網(wǎng)以及避雷器等，設(shè)計(jì)防雷接地裝置快速成功

8、實(shí)現(xiàn)雷 電流接地。實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)與公共系統(tǒng)之間的有效接地單點(diǎn)連接，可以有效避免 雷擊所造成的儀表功能損害。同時(shí)在實(shí)現(xiàn)等電位接地過程中，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步重視 現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)化接地范圍應(yīng)當(dāng)保持于 20m 以上，下線的整體電纜距離則應(yīng) 當(dāng)在 2m 以上，也可全面勘測現(xiàn)場環(huán)境情況之后，在雷擊頻率較高的位置安裝 SPD 設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對電流的分流處理，有效避免雷擊災(zāi)害。對于整體的變電站防雷 設(shè)計(jì)則需要將避雷針安裝在所需位置上，從而對變電站所受雷電干擾情況的發(fā)生 率有效控制。構(gòu)建屏蔽體，從而有效避免出現(xiàn)雷擊情況時(shí)的電磁脈波，干擾現(xiàn)場 儀表的系統(tǒng)功能。對于不同的雷電破壞類情況的出現(xiàn)，應(yīng)確保整體選擇的合理性

9、在 110kV 變電站電路系統(tǒng)控制中，構(gòu)建屏蔽體能夠有效控制且阻斷電磁脈波，防 止出現(xiàn) DCS 受雷擊的干擾，加大對其保護(hù)力度。也可對于 110kV 變電站的內(nèi)部設(shè) 施設(shè)備，譬如計(jì)算機(jī)主機(jī)、載波機(jī)、RTU等設(shè)備，運(yùn)用建筑物屏蔽措施，對保護(hù) 對象采用金屬網(wǎng)管、金屬網(wǎng)泊殼包圍，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的。還可以運(yùn)用恰當(dāng)布線 對產(chǎn)生的電磁脈沖干擾情況有效預(yù)防。除此之外，現(xiàn)代化科技的飛速發(fā)展也使得 變電站防雷措施有創(chuàng)新方向，通過大力建設(shè)智能化變電站設(shè)計(jì)智能防雷保護(hù)系統(tǒng) 以及智能化防雷檢測，一旦發(fā)生變電站供電故障情況，能夠自動(dòng)檢測微歐表的具 體框架、電纜屏蔽層以及機(jī)柜，從而根據(jù)檢測情況自動(dòng)開啟備用系統(tǒng)變電站，確 保電氣導(dǎo)通，對雷電所致?lián)p失情況進(jìn)行有效控制。結(jié)束語110kV 變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，需要將其作為電網(wǎng)優(yōu)化的主要方向 在設(shè)計(jì)上不斷完善，同時(shí)還需要加強(qiáng)防雷保護(hù)水平，使其更好地保障供電系統(tǒng)穩(wěn) 定性。參考文獻(xiàn)申莉華，楊帥