變電運行中的主變保護和防雷技術探討

張志剛

摘 要：隨著經濟的快速發展，城市化的腳步也在不斷加快，人民生活生產所需的電量也在不斷攀升，這就給電力企業提出了越來越高的要求，保證變電運行的安全和穩定成為了電力企業最重要的工作之一。本文將研究和討論變電運行中主變保護措施和相關的防雷技術。

關鍵詞：主變保護；防雷技術；變電運行

1 引言

隨著人民生活水平的日益提高，隨著社會發展腳步的加快，我國的用電量處于極快的上升速度中，電力企業的負擔也在日益加重。就目前而言，我國的變電系統中還有諸多的問題，變電運行中的主變保護對變電系統來說具有至關重要的作用，必須得到重視。而變電站由于自身的特點很容易受到雷擊，一旦遭受雷擊就很容易導致變壓器事故，給生產生活帶來諸多不便。所以為了減少雷電的危害，保證變電系統的穩定和安全運行，本文將針對變電運行中的主變保護和防雷技術進行探討。

2 變電運行中的主變保護

2.1 主變保護的重要性

作為電力企業供電的樞紐，變電站的運行狀態是整個電力系統的核心。在變電系統中，主變其實就是一個單位，或者說是變電站中的總降壓變壓器，相對于其他變壓器來說，總降變壓器的容量更大，要求的可靠性也更高。就一般的主降變壓器來說，主變保護包括了以下兩種：（1）變壓器三相式的縱聯差動保護；（2）瓦斯保護，分為有載瓦斯和本體瓦斯，具備了承載和調節變壓的功能。

有時主變保護因為存在故障而出現了拒動的情況，這時后備保護的存在就能夠保護變壓器，包括：（1）高低壓側復合電壓所啟動的過電流保護；（2）外部接地短路故障的防御系統中的零序電壓保護和零序電流；（3）斷路器失靈的相關保護和高壓側母線的差動保護；（4）過負荷保護和低壓側母線的差動保護等等。

2.2 主變保護的相關措施

（1）變壓器中的斷路器無法啟動。電力系統中變壓器出現短路的狀況一般是因為維修人員或者工作人員沒有充分考慮到如果三相同時失靈的相關措施。在這樣的情況下，如果變電器出現了短路，大部分的工作人員都會認為是電氣聯動導致的變壓器中斷路器的單相拒動，因此會對相關的電氣設備進行重啟，但重啟后斷路器依然無法啟動。在很多情況下，由于復合電壓閉鎖的靈敏度存在諸多問題時也很容易導致斷路器無法啟動，從而無法在保護變壓器時起到重要作用。因此，在主變保護中，如果復合電壓閉鎖的靈敏度也就是回路問題得到有效解決，那么將在很大程度上不再出現斷路器無法啟動的現象。

（2）主變保護中的非電量保護。主變保護中的非電量保護也是導致主變保護出現問題的原因之一。由于我國電力企業中大都只配置了一套非電量保護，有的甚至只有一組跳閘線圈，這樣的主變保護的設計根本就不符合國家的相關規定。因此，在電力系統運行時，如果需要使用非電量保護來對電力設施的啟動進行保護，但是由于只配置了一組跳閘線圈，那么就很容易導致高壓側復合電壓的兩組跳閘，甚至會導致出口跳高現象。基于這種情況，在進行相關的主變保護的設計時，設計人員除了遵循非電量保護的傳統設計外，還要結合實際情況充分地考慮到這個保護系統的獨立性，保證非電量保護在運行時的獨立狀態，以及與此同時失靈保護必須是斷路狀態。

在非電量保護中還存在著油溫高保護系統，當這個系統出現問題時，一般是溫度表的觸點絕緣性存在誤差，也會導致主變保護出現故障。所以設計人員在設計時就要將變壓器的上層油的溫度考慮為九十五攝氏度左右，而二段油的溫度則考慮為一百零五攝氏度左右。有些變壓器在冷卻時靠的是冷卻系統，所以在設計時就要充分考慮到冷卻系統一旦出問題必須能夠及時地發出警報并同時啟動應急措施。因為冷卻系統一旦出現問題很容易導致變壓器的急劇升溫，從而嚴重損壞油質和絕緣性等等，對變壓器造成嚴重損害。此外，在平時冷卻系統應該有專人查看運行的狀況，如果沒有人值班，必須由監控中心進行實時監控，一旦發現系統出現異常要及時匯報，并通知維修人員進行檢修。

3 主變保護中的防雷技術

3.1 防雷技術運用于主變保護的重要性

由于在變電站中，大部分的設備都較為精密，因而天氣變化會給這些設備帶來諸多影響，尤以雷電的影響為最。因為雷電中包含的電壓極容易讓變電站中的設備電壓器超過正常值，久而久之很容易使設備被燒壞。

雷電根據不同的作用方式被分成了感應雷和直擊雷。在感應雷中，會產生電磁脈沖、過電壓以及放電等現象，從而嚴重威脅接入點的運行，并降低設備的絕緣性，甚至損壞輸電線和變電站的設備。而在直擊雷中，它會使變電站形成大量的雷電流，從而導致機械效應和熱效應的發生，使設備被嚴重燒壞。

3.2 變電運行中的防雷技術

（1）基本的防雷措施。為了避免雷電帶來的危害，必須要進行電廠內外部的保護和變電站的接地保護，并根據被保護設備的形式、性質以及雷擊的頻率等等來選擇防雷技術。其中內部保護包括了接閃器、接地體以及接地引下線等；而外部保護則包括了避雷針、避雷網以及避雷帶等等。

也就是說，基本的防雷措施是通過接閃器、對雷擊進行屏蔽和分流等作用，使變電站免于雷電的威脅。在建設防雷系統時，要在土建施工時同步進行直擊雷的防護設施的安裝，從而讓建筑物本身能夠避免雷擊時的傷害。然后在變電站設備進行安裝時，要同時進行防雷系統的第二階段的建設。在變電站中，基本上所有的電氣設備都會放置于配電裝置樓當中，所以接地保護在進行裝置安裝時，室內的接地要通過配電裝置樓上下層的主筋焊接成為基礎的接地網，當中引下線之間的距離要小于二十五米；而室外的接地一般使用添加了阻降材料的復合接地網，來降低接地的電阻。此外，要在總配電箱處進行SPD保護裝置的安裝。

（2）變壓器的防雷保護。由于避雷針本身就具備了較高的電阻值，所以當雷電流進入接地裝置時，在變壓器的外殼上會產生一個高電壓，從而極容易使變壓器被高壓所擊穿。因此，在安裝避雷針時，要將變壓器的外殼及其低壓側的中性點與接地線連在一起。此外，在變壓器的低壓側也可以再裝上普通閥型的避雷器，把變壓器的高壓側和外殼、低壓側的中性點與接地線連在一起進行接地，能夠實現高低壓側的分別接地，從而有效地消除雷電入侵導致的高低壓側電壓逆轉現象，使變電站中的設備基本上免于雷電入侵時的損害。對于變壓器的層間絕緣和匝間絕緣，由于都是絕緣的薄弱點，所以必須進行整修，加強層間絕緣和匝間絕緣的絕緣性。還有一點值得我們注意的是，如果變壓器是位于木桿線路上，那么必須將頂相絕緣子中的鐵腳進行接地，從而有效保護變壓器不受到雷電的侵害。

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