110KV變電站的電氣設計與防雷保護

喬麗麗

(特變電工沈陽電力勘測設計有限公司，沈陽 110025)

隨著我國社會經濟的不斷發展，110KV變電站的應用越來越廣泛。為了滿足日益增長的用電用戶需求，110KV變電站的使用環境更加復雜多樣，這就導致110KV在實際應用中出現很多問題，無法保證供電系統的平穩正常運行。

1 110KV變電站的電氣設計

1.1 電氣主接線

電氣主接線是110KV變電站電氣設計時最關鍵的部分。電氣主接線不僅能幫助電器設備在既定功率下穩定連接，也能確保電氣設備間電力的有效傳送。電氣主接線也是電力系統的重要組成部分，通過電氣主接線可以準確有效地連接兩個線路的接口，在此基礎上建立電源的進線及引線，在電力系統間設置母線，形成完全閉合的電力系統，保證正常的供用電傳輸。

1.2 電氣主接線設計

電氣主接線的設計工作是個不小的挑戰，不僅要設計電壓配電裝置的接線方式，還要對變壓器的規格容量、數量進行合理估計、科學計算。相關工作人員要確保主接線設計工作是按照實際情況開展的，這樣該設計方案的可行性將會大大提升。在不影響主接線設計工作的前提下，還要控制方案的經濟成本，盡可能減少不必要的開銷。只有確定完善的主接線設計方案，才能開展電氣主接線安裝圖的繪制工作。工作人員在選擇電氣設備時，需要結合實際情況，保證電氣設備的所有環節都能夠正常運行，盡可能地減少電氣設備的維修次數，使電氣設備長時間有效運行。

1.3 110KV變電站的電氣設計原則和基本要求

電氣主接線設計方案直接影響110KV變電站的建設規模，變電站的規模則直接影響電氣設備的規模、繼電保護裝置的規格、配電裝置的規格。這些配置分工協作、平穩正常運行，在一定程度上會對電力系統的安全性和穩定性提供動力支撐。工作人員要確保人們日常工作的用電正常，在用電質量達到標準的前提下，減少設計時不必要的材料損耗，最大限度控制變電站的經濟成本。

此外，工作人員還要立足長遠考慮，隨著用電量需求的不斷增加，未來該如何合理規劃110KV變電站的應用，提前制定可行性的供電方案，采取有效應對措施，提高電力系統的穩定性，促進電力事業的長遠發展。設計人員還需要將備用容量因素對電氣主接線的影響考慮在內，一旦備用容量不足，無法適應110KV變電站的實際需求，將對供用電系統的正常運行產生嚴重影響。

2 110KV變電站的防雷保護

變電站大部分是建立在戶外的，在110KV變電站受到的所有外界環境影響中，最致命的影響便是雷害事故。雷害事故的產生主要來自兩個方面：一是雷直接擊中變電站；二是雷擊中輸出線路并產生雷電波，侵入變電站。一旦遇到雷雨天氣，將會直接影響到110KV變電站的平穩運行，變電站遭到雷擊傷害，其造成的損失非常巨大，并很容易嚴重損壞周圍線路，使變電站電壓輸出出現失誤，影響正常電壓范圍值，嚴重時甚至會影響110KV變電站的使用壽命。相關工作人員需要采取先進的防雷措施，加強110KV變電站的防雷保護工作，最大限度地避免雷電帶來的嚴重影響。變電站防雷保護措施中最常見的方法是在容易遭受雷電電擊的地方安裝合適的防雷設備。隨著科學技術的不斷發展，工作人員未來還能夠將更智能化的技術運用到110KV變電站的防雷保護工作中。

2.1 防雷保護設備概述

電力系統中防雷設備有很多，其中最基本的防雷保護設備就是避雷針、避雷線、避雷器、直擊雷保護裝置。直擊雷保護裝置通常將雷電引到設備本身，保護電力系統不被雷電直接擊中，并能夠順利接入大地。避雷針和避雷線則會防止雷電直接擊中變電站，起到防御作用，因此也被稱作直擊雷保護。避雷器的作用與其他兩個設備不盡相同，它防止沿輸電線路入侵變電站，因此也稱作雷電侵入波保護。

2.2 避雷針的保護原則

避雷針的裝設原則及其接地裝置的要求：(1)獨立避雷針最好設置獨立的接地裝置。110KV變電站的避雷針裝置一般放在變電站的架構上，這樣能夠有效防止雷電直擊對變電站的損害，裝在架構上的避雷針應直接連接接地網，接地裝置應集中裝設在避雷針附近。裝有避雷針的架構也有特殊要求，即接地部分的距離最好保持在高于絕緣子串的長度，但在空氣污穢的地方，該距離可適當調整。(2)避雷針與主接地網的地下連接點到變電器接地線與接地網的地下連接點，其連接長度不宜小于15cm。因為變壓器的門型架構與變壓器距離較近，很難達到不小于15cm的要求，因此該架框上不應裝置避雷針等設備。

2.3 避雷器的保護措施和配置要求

2.3.1 避雷器的保護措施

110KV變電站配電裝置的保護措施是通過氧化鋅避雷器與進線保護段相結合。110KV的配電裝置絕緣與氧化鋅避雷器的最大雷電沖擊為10KA，配合系數應保持在不低于1.4的范圍內。另外，進線保護段的作用在于通過限制雷電流量來降低雷電波損害，通過進線段上避雷器控制絕緣數值不超過要求最高值。

2.3.2 避雷器的配置要求

氧化鋅避雷器的安裝位置和組數有一定的要求規范。配置要求一般由變電站、雷電沖擊絕緣水平、配電裝置的接線方式等決定。避雷器到110KV變電站的距離要與雷電季節的進線路數成正比，即進線路數越多，允許距離越遠。110KV變電站中存在斷路器、隔離開關等絕緣水平高的部件，因此可適當擴大避雷器與它們之間的距離。

2.3.3 變壓器的防雷保護

作為110KV變電站最重要的組成部分，變壓器是需要重點進行防雷保護的電氣設備。因其絕緣比較薄弱，在三繞組變壓器正常工作時，時常會出現高、中壓繞組工作而低壓繞組開路的工作狀態，一旦在這個時候有雷電波入侵，低壓繞組出現過低電壓會危害變壓器的絕緣。為了避免發生這一事故，必須在低壓繞組的任一出口加裝一個氧化鋅避雷器。對于中性點接地系統，只需裝置氧化鋅避雷器即可。

3 結語

近些年來，我國的經濟發展越來越迅速，城市化進程不斷加快，對電力資源的使用需求也隨之增加。電力作為人們日常生活不可或缺的部分，是日常生活的主要能源，為人們能夠生活在如此明亮的世界里提供動力。人們對供電系統的期望越來越大，要求越來越嚴格，這也讓我國的供電公司產生了巨大壓力。供電公司需要不斷思考如何滿足大部分用電用戶的不同需求。值得注意的是，相關工作人員在110KV變電站的電氣設計過程中，對變電站的防雷保護尤其重要，要盡可能提高110KV變電站的防雷保護功能，最大限度地減少雷電天氣對110KV變電站的帶來的傷害。