10KV變電站防雷接地設計

張李麗

摘要：隨著我國科學技術的發展，特別是計算機技術的進步，電力系統對變電站的更要求也越來越高。本設計討論的是10KV變電站電氣部分中防雷接地的設計。首先前期對原始資料進行分析，選擇主變壓器，在此基礎上進行主接線設計，再進行短路計算，選擇設備，然后進行防雷接地以及保護、配電裝置設計。

關鍵詞：防雷? 避雷器? 避雷針? ?避雷網? ? ?接地裝置

0 引言

能源是社會生產力的重要基礎，隨著社會生產的不斷發展，人類使用能源不僅在數量上越來越多，在品種及構成上也發生了很大的變化。人類對能源質量也要求越來越高。電力是能源工業、基礎工業，在國家建設和國民經濟發展中占據十分重要的地位，是實現國家現代化的戰略重點。電能也是發展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求，電力工業必須超前發展，這是世界發展規律。因此，做好電力規劃，加強電網建設，就尤為重要。而變電站在改變或調整電壓等方面在電力系統中起著重要的作用。它承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的責任。

1? 防雷設計原則

已在輸電線路上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電所的母線上，并對于母線有連接的電氣設備構成威脅。在母線上裝設避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。

三繞組在正常運行時可能存在只有高、中壓繞組工作低壓繞組開路的情況，這在防雷中帶來了需要特別考慮的問題。在三繞組變壓器中，若低壓繞組開路，則C2很小（僅為其對地電容），靜電分量可能危及低壓繞組的絕緣，故應采取防雷措施。考慮到靜電分量將使低壓繞組三相的電位同時升高，故只要在任一相繞組直接出口處裝設一個避雷器即可。

2? 避雷器的選擇

閥式避雷器應按下列條件選擇

型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，10KV以下配電系統選用配電用普通閥型避雷器。

1、額定電壓Un：避雷器的額定電壓應與系統額定電壓一致。

2、滅弧電壓Umh：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現的最大導線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）。

3、工頻放電電壓Ugf：在中性點絕緣或經阻抗接地的電網中，工頻放電電壓一般大于最大運行相電壓的3.5倍。在中性點直接接地的電網中，工頻放電電壓應大于最大運行相電壓的3倍。工頻放電電壓應大于滅弧電壓的1.8倍。

4、沖擊放電電壓和殘壓：一般國產閥式避雷器的保護特性與各種電器的具有均可配合，故此項校驗從略。

根據避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器，變壓器中性點接地必須裝設避雷器，并接在變壓器和斷路器之間。

2.1? 10KV側避雷器的選擇和校驗

（1）型式選擇： 根據設計規定選用FS系列普通閥式避雷器。

（2）額定電壓的選擇：

因此，選擇FS—10型磁吹閥式避雷器.

（5）殘壓校驗： KV<50KV，滿足要求。

（6）沖擊放電電壓校驗： KV<50KV，滿足要求。

故所選FS—10閥式避雷器合格。

3? ?避雷針的配置

1.獨立式避雷針宜裝設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區，其工頻接地電阻 。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網連接，但避雷針與主接地網的地下連接點沿接地線的長度不得小于15m。

2.獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距 ;獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網在地中距離 ，且 ，式中 為沖擊接地電阻。

4? ?接地設計

按接地裝置內、外發生接地故障時，經接地裝置流入地中的最大短路電流所造成的接地電位升高及地面的電位分布不至于危及人員和設備的安全，將變電站范圍的接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內的原則，進行本變電站接地裝置的設計。

1、由于變電站各級電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設計中要滿足電力行業標準DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》中R≤2000/I是非常困難的。現行標準與原接地規程有一個很明顯的區別是對接地電阻值不再規定要達到0.5Ω，而是允許放寬到5Ω，但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用5Ω，接地電阻放寬是有附加條件的，即：防止轉移電位引起的危害，應采取各種隔離措施;考慮短路電流非周期分量的影響，當接地網電位升高時，3-10kV避雷器不應動作或動作后不應損壞;應采取均壓措施，并驗算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求，施工后還應進行測量和繪制電位分布曲線。

2、在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上要求，還是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻的合格值既不是0.5Ω，也不是5Ω，而應根據工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下，不超過5Ω都是合格的。

5? ?接地網型式選擇及優劣分析

220kv及以下變電站地網網格布置采用長孔網或方孔網，接地帶布置按經驗設計，水平接地帶間距通常為5m～8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強分流處裝設垂直接地極外，在地網周邊和水平接地帶交叉點設置2.5m～3m的垂直接地極，進所大門口設帽檐式均壓帶，接地網結構是水平地網與垂直接地極相結合的復合式地網。

6? 結語

隨著電力事業的快速發展，電力系統中對接地裝置的要求越來越嚴格，變電所接地系統直接關系到變電所的正常運行，更涉及到人身與設備的安全。然而由于接地網設計考慮不全面、施工不精細、測試不準確等原因，近年來，發生了多起地網引起的事故，有的不僅燒毀了一次設備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴大，故接地網對電力系統的安全穩定運行起到非常重要的作用。

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