110kV变电站的电气设计与防雷保护研究

110kV变电站的电气设计与防雷保护研究

吴丽英1王龙2

1.武汉华源电力设计院湖北武汉430000国网武汉供电公司变电检修室湖北武汉430050

摘要：110kV变电站在日常供电过程中发挥着重要作用,但在其正常运行期间,可能会受到天气等外部因素的影响,致使110kV变电站的工作稳定性受到影响,从而影响到正常供电,为此,有必要对110kV变电站的影响因素进行探究,并将此作为基础,对其设计进行优化,促使其能够提升自我防控能力,确保供电稳定性。

关键词：110kV变电站；电气设计；防雷保护

一、变电站的应用

变电站在电网中扮演者重要的角色,在居民日常生活中也发挥着重要的价值。从其应用作用上来分析,变电站可在整个电力系统中进行电压的调节、对电能进行分配、对电压的作用进行调整等工作,经由对电压强度的调节,将符合安全标准的电压输送到用电需求位置。同时,基于居民日常生活以及各生产活动等对于电力资源具有较大的依赖性,进一步提升了变电站的影响作用,从这一点来看,在未来社会发展过程中,变电站设计问题将会越来越受到关注,也会有更多的先进技术被合理的应用到变电站设计过程中,使其性能不断被完善,为用电需求用户提供更为全面且安全的服务。

二、110kV变电站电气设计

（一）线路变压器组接线方式

线路变压器组接线方式是指将变电站中的线路与变压器直接相连，是一种最为简单的接线方式。变电站的接线方式主要是双电源形式，在其中一路线路与其它电网变电站相互连接。线路变压器组接线方式所需的高压设备比较少，使用中占据的面积较小，投资成本相对较少，而且简化了继电的保护程序，从而使操作更为方便，有利于变压站的后期扩建。虽然线路变压器组接线方式具有较多优点，但是也存在比较多的弊病，比如当高压的设备电源如果中断以后，那么另一台主变压器就需要停止工作，主要适用于正常二运一备的城区中心变电所的设计。

（二）单母线分段接线方式

现在电网系统对供电安全可靠性要求较高，110kV电网网架多采用双回链接接线，110kV变电站均有多回110kV线路出线，因此单母线分段接线方式在电网建设中应用较为广泛。单母线分段接线方式一般采用两段母线，两台主变压器高压侧分别接入一段母线，若有三台主变压器，其中#2主变压器高压侧采用双臂进线，同一电源点的双回路110kV线路分别接入一段母线，设置110kV母线分段断路器间隔，每段母线配套建设一套母线设备。这种接线方式优点是能够减少110kV线路故障、110kV母线及主变压器等设备故障时对变电站供电的影响，使得变电站的供电方式更为灵活，更能保证电网的安全可靠性，更能够较大程度减少变电站及110kV线路的日常检修维护等对用户供电及电网系统的影响。但是这种接线方式也有它的弊端，因为接线方式较为复杂，需要较多的高压设备及相关的配套设备，加大了对变电站的场地占用面积及建设投资资金的需求。

（三）主接线的设计

电气主接线的设计,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。

电气设备选择的一般原则,应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要;按当地环境条件校核;应力求技术先进和经济合理;选择导体时应尽量减少品种;扩建工程应尽量使新老电器型号一致;选用新的产品,均应具有可靠的试验数据,并经正式鉴定合格。

三、110kV变电站防雷保护

（一）应对直接雷电的措施

避雷针是保护电气设备不受雷击影响的主要措施，为完善降压变电站避雷工作，避雷针的运用是很关键的，在避雷针使用的过程中，此类设施的主要作用为将雷击吸引到避雷针上，并且将其导入地下，对电气设备起到保护作用。在110kV变电站中，由于此种电压等级的电力装置具有极高的绝缘性，因此可以将避雷针直接安装在配电装置的框架中。

（二）应对电击侵入波的方式

为有效应对由于雷击侵入波造成的危害，需要采取相应的保护措施，其中，闸式避雷器成为当前的变电站应对雷击侵入波的主要方式，其主要使用组件为非线性电阻。从当前我国雷击入侵波的应对方式来看，主要是在线路中安装阀型避雷器保护变电站中的电气设备。而且由于电击电流会产生较大的能量，因此在保护电源装置，需要在电源的入口处设置浪涌保护装置，此装置可以有效的减少电击能量导致的破坏，也可以使用低通滤波器将高频的分量进行过滤。

（三）保证接地装置的导流性能

只有保证变电站接地装置本身具有良好的导流性能，才能在遭遇雷击之后，可以将电流顺利的导入到地下，在变电站中，接地装置适用于多种不同电压的配送网络，可以为变电站电力设备的运行提供基础保障，防止大面积停电事故的产生，减少其对社会经济发展，以及群众正常生活的影响。

四、110kV变电站电气设计与防雷保护的意义

在经济体制改革进程中,推动者各种现代科技的发展,而在此过程中也加强了对电力的需求,对于供电安全以及稳定性也提出了更高的标准,促使能源消耗量在近几年内快速上涨,有悖于可持续发展原则。而对变电站的合理利用,可在满足社会发展用电需求的基础上,控制能源消耗,110kV变电站是当前电网系统中必不可少的一个构成部分,对于供电安全以及稳定具有重要作用。从这一点来看,不断优化110kV变电站电气设计方案,同时强化防雷保护能力,对于国家电网的稳定发展具有着重要意义。

五、结论

电力输送切实关系到人们的生产生活和整个社会经济的运行状态，因此，变电站的设计是否合理是至关重要的。规模不同的变电站其采用的变电设备和方式也是有差异的，因此，在设备设计选择时要根据不同情况酌情处理。在变电设备选择时，总体要遵循电流输送的稳定性，经济性和安全性等原则，最大限度的减少电力故障问题的发生。

参考文献：

[1]吴婷婷.110kV变电站典型设计应用中的问题探究[J].低碳世界,2017(17):36-37.

[2]王娇.探析有关110kV变电站的电气一次设计[J].科技与企业,2014(14):393.

[3]曹轶毅,卫平波.略论110kV变电站的电气设计[J].硅谷,2010(23):58.