110k V变电站电气设计及其防雷保护

王宝英

（中冶焦耐工程技术有限公司）

0 引言

随着社会发展各项新型技术的不断创新研发，电力技术也在我国获得了大力发展，110kV变电站对于人类社会的日常供电中作用重大。但是长期所处外部工作环境，极易受天气等外在因素影响变电站的安全稳定运行［1］，所以为了保证110kV变电站可以为人们正常供电，有必要对110kV变电站电气设计及防雷保护问题进行探究，在现有技术基础上优化设计，提高110kV变电站的自我防控技术水平，保证其能够为社会稳定供电。

1 110k V变电站电气设计防雷保护意义

随着人们逐渐增加的电能需求，也自然提高了供配电的安全运行稳定性标准，能够合理运用变电站，更好地满足社会大众在日常生活、生产中的用电所需，对于能耗问题有效控制，110kV变电站已经作为我国供配电网系统中不可或缺的关键组成，所以保障110kV供电系统安全稳定运行至关重要，不仅需要优化现有电气设计，还需要增强变电站的防雷能力［2］。这样才能够不断完善变电站整体性能，也能够为用户们提供更加安全全面的技术服务。

2 110k V变电站电气设计

2.1 设计原则

想要保证110kV变电站的安全稳定运行，电气设计方案是否科学合理对变电站的综合运行效率产生直接影响，通过电路满足差异化电气设备连接，从而成功转化电力资源效能。电气主接线可以实现基于电源线、引出线，充分运用母线安全运营变电站。那么在设计110kV变电站的电气主接线时，就需要遵循以下原则［3］：

1）以变电站和电网的实际运行状态为设计依据，从全面视角综合考量设计影响因素，制定科学合理最优化的电气组接线方案。

2）间接采购电气设备性能，科学规划配电结构，并且设计配电路自动跳闸保护系统，确保区域电网可以安全稳定运行。

3）电气设备的连接工具以电气主接线为主，立足长期和短期都需要对100kV变电站的运行负荷影响进行分级。

2.2 电气主接线设计

在设计电气主接线的过程中，需要考虑内容包括以下几方面：110kV变电站处于电力系统中的地位作用；立足长期和短期的不同发展规模；能够实现负荷分级明确出现回路所致主接线的影响情况；主变台数所造成的主接线影响情况；变站的备用容量所造成的主接线影响情况。

变电站中的电气主接线主要是在变电站的电力系统中，为了更好地符合既定功率传送与运行的要求而实现电气设备之间连接的电路，这一电路本身具备传送电能的作用和价值，一般电气主接线是将电源的进线与引出线作为整个线路的基础，然后将母线作为中间环节，从而形成电能输配电路。

所以在本次设计电气主接线首先需要结合110kV变电站的实际情况，结合拟定方便可行的主接线方案，主要包括了主变压器的容量、台数、形式、各级配电装置具体的接线方式，与主接线的需求相结合，基于技术层面对不同接线设计方案优缺点进行论证，确保电气接线方案最优化成功绘制主接线图。与当地电力运营的实际情况结合［4］，尽可能选择同类型输电材料，在具体选择过程中还需要对输电线路质量及线损相关问题综合考虑，确保今后电网升级改造中能够选择材料规格等同的输电材料。在变电站的电气设备选择的过程中为了更好提高变电站的运营可靠性，所有的电气设备都需要进行标准可靠的数据测试，在鉴定通过之后，才可以投入变电站的建设当中。

3 110k V变电站防雷保护设计

3.1 雷电入侵途径

电能对于我们的当代社会生活各方面发展来讲，是不可或缺的关键能源，保护电能也是社会各行业均能够正常有序运行的实际所需，但是外在天气还是会不可避免地对110kV变电站运行产生较大影响。一旦遭受意外雷击便会在一定程度上对变电站运行安全稳定性产生影响，与目前的110kV变电站运行情况来看，所遭受的雷击通常会造成较大的受损可能性，以及局部线路防护层也会发生意外破损，造成较大的变电站内部转化电压，超出原本承受标准内的电压限制。这样便会不断减小110kV变电站的使用期限［5］。应当采用有关技术手段保护110kV变电站，这样便能够有效避免变电站所受雷击。变电站电力设备直接遭受雷击情况相对较小，一般情况下会沿着电源入侵，譬如避雷器动作就是避雷器增加两倍叠压后，发生的电磁感应耦合低压，运用自动化、微机保护模块所致。雷电极可能沿通讯网入侵，雷电引发通信设备电路的过电压，一般会在串行通信口直接作用电位差，这是低压电源缺少必要的防雷措施所致。

3.2 防雷保护设计方案

在如今有关110kV变电站的防雷保护设计中，现有设计通常在极易发生雷击所在位置范围内，安装防雷设备或电力导线安装防雷层。面对直击雷情况，可以运用避雷线、避雷针、避雷网以及避雷器等，设计防雷接地装置快速成功实现雷电流接地。需要实现变电站系统与公共系统之间的有效接地单点连接。此种接地形式可以有效避免雷击所造成的仪表功能损害。同时在实现等电位接地过程中，还应当进一步重视现场施工标准，系统化接地范围应当保持于20m以上，引下线的整体电缆距离则应当在2m以上［6］。也可全面勘测现场环境情况，之后在雷击频率较高的位置安装SPD设备，从而实现对电流的分流处理，有效避免雷击灾害。

对于整体的变电站防雷设计则需要将避雷针安装所需位置上，从而对变电站所受雷电干扰情况的发生率有效控制。构建屏蔽体，从而有效避免出现雷击情况中的电磁脉波，干扰现场仪表的系统功能。对于不同的雷电破坏类情况的出现，确保整体选择的合理性。在110kV变电站电路系统控制中，构建屏蔽体能够有效控制且阻断电磁脉波，防止出现DCS受雷击的干扰情况，加大对其的保护力度。也可对于110kV变电站的内部设施设备，譬如计算机主机、载波机、RTU等设备，可以运用建筑物屏蔽措施，对保护对象采用金属网管、金属网泊壳成功包围，从而实现保护目的。还可以运用恰当布线，对于产生的电磁脉冲干扰情况有效预防。

除此之外，现代化科技的飞速发展也使得变电站防雷措施有创新方向，大力建设智能化变电站设计智能防雷保护系统以及智能化防雷检测，譬如一旦发生变电站供电故障情况，能够自动检测微欧表的具体框架、电缆屏蔽层以及机柜，从而根据检测情况自动开启备用系统变电站，确保电气导通便可以对雷电所致损失情况有效控制。

4 结束语

总而言之，日后对于110kV变电站的电气设计和防雷保护设计中，需要制定科学合理的规划方案，与110kV变电站的实际运行情况相结合，并综合考虑所处当地的外界天气、位置环境等因素，科学设计防雷保护措施，在未来110kV变电站运行发展中，也会运用更完善的电气设计和防雷保护措施，确保110kV变电站能够安全稳定运行。