110kV变电站的电气设计与防雷保护研究

郑秀云 王庆华

摘要：我国电力企业在当下的发展迎来了巨大的挑战，需要进一步对电力系统进行创新和发展。而变电站作为我国电力系统的核心组成部分，对人们的日常供电有着重要影响。因此本文将主要对110KV变电站的电气设计以及防雷保护进行深入的研究和分析，探讨电气设计以及防雷保护对于110KV变电站的重要性，为促进电力企业对于变电站的研究与发展提供参考和帮助。

关键词：110KV变电站;电气设计;防雷保护

1 110kV变电站的电气设计与防雷保护的概述

现阶段，由于电力电子设备的普及，无论是工业生产，还是日常生活，对于电力能源的依赖都是极大的，一旦电力供应中断，将导致工厂停止生产，居民的日常饮食、出行遭受阻碍，在这种情况下，保证电力正常供应，对于整个社会的正常运转而言，有着重要意义。基于这一社会需求，在进行110kV变电站建设时，应该明确其在电网系统中的核心基础地位，意识到变电站正常稳定运行，对于整个电力输配送网络的正常运转的影响，从而提升对于变电站工作稳定性、安全性的要求。在设计过程中，采用高新电力科技，优化电气整体设计与细节设计，完善防雷保护设施配置，秉承着可持续发展的原则，不断更新设计内容，更新变电站电气设备，提升变电站的抗风险功能，确保其运行能力和运行质量，为用户提供更为高效、稳定、安全的电力供应服务。

2 110kV变电站的电气设计

2.1 主接线的设计

（1）明确主接线设计要求以及详细情况。在对110kV变电站进行一次主接线的设计过程中，最开始要做的就是熟悉了解變电站的具体情况，随后根据变电站电气一次主接线的实际需求入手，秉承“灵活、可靠、经济”的原则，结合实地考察的资料来开展一次主接线设计，制定出优良的主接线方案。（2）方案的筛选与确定。在设计过程中，需要结合变电站的实际情况来筛选出最科学、最合适的方案。这是因为对数据资料进行分析后，会在设计过程中呈现不同的方案，在这些方案中往往会存在些许不足，有的还会与变电站的实际运行不相符，所以要进行方案的筛选与确定。（3）高压电器设备的选择。针对电气一次主接线的设计方案进行电压、电流的分析，使其能充分满足系统运行的需求，同时将对变压器的损坏程度降到最低。对110kV变电站来讲，其运行需要连接很多的电气设备，一次主接线设计方案的目的是保证电气设备的稳定运行，要在方案确定后，根据设计方案来选择合适的高压电器设备。不论是变电站一次主接线设计，还是高压电器设备的选择，都需要充分考虑变电站的实际情况，三者之间要相互配合【1】。

2.2 主变压器的合理选择

110kV变电站是设计中，主变压器是其中的重要内容，主变压器的选择是电气设计中的关键部分，相关人员需要在此基础上充分考虑以下设计要素：（1）设计人员需要对于电力系统运行中电力使用的负荷变化情况等进行主变压器的合理选择，选择需要考虑其性能、经济性等要求，从而提升电气工程的整体运行效果，保障其可以在变电站运行中发挥其应有的作用。（2）主变压器选择需要与变电所运行具有一致性，进而使得主变压器与变电站运行具有适应性，能够在变电站运行中保持其实用性，另外，电气设计人员还需要充分考虑其容量等指标，进而提升主变压器与系统运行的紧密联系，使得其可以在后期的运行中发挥其潜在的价值。（3）电气设计人员需要充分考虑变电站的实际需求，进而进行主变压器规格、型号、数量等的确定，使得主变压器的选择与应用能够满足变电站运行的实际需求，保证其功能发挥。

2.3 高压配电装置的设计

高压配电装置设计是变电站设计中的重要内容，其在设计中，需要充分考虑变电站的负荷性质、环境条件、运行维护需求等，尽量从技术性与环保性、经济性的角度进行高压配电装置的合理选择，选用资源节约、占地面积小的布置方案。在110kV变电站设计中，高压配电一般采用的是GIS配电装置，在这种设计形式下，110kV变电站设计会对城市的中心城区等产生极为不利的影响，运行中会产生一定的噪音污染等，影响了周围居民正常的生产生活。在这种情况下，高压配电一般在户内布置，否则，如果其环境状态较好，也可采用户外布置的方式。如果在户外布置中采用AIS布置方案，一般多采用户外软母线半高型布置或者普通中型布置的方式，而不采用高型布置的方案，因为高型布置的方式具有材料消耗多、投资大的特点，不具有经济性与环保性的特点。

3 110kV变电站的防雷保护

3.1 变电站的进线保护

110kV变电站在开展防雷保护的时候，应该更为深层的考虑到变电站的使用情况以及运行情况，接下来再对于雷电电流流过避雷器的幅值以及雷电波陡度开展相关的限制。在具体的使用当中，线路如果出现了过电压情况，幅值是线路绝缘的50%冲击闪络电压波朝着变电所活动，但是针对冲击耐压来说，其线路当中的电流幅值要远远超出变电站设备。在该种条件之下，变电站的防雷设计重点是需要在距离变电站位置比较近的线路当中装设有关的避雷线。假如没有使用避雷线，一旦变电站在进线遭受雷击情况下，流过避雷器的雷电电流的陡度以及幅值将会超出线路自身的承受范围，进而使得线路出现损坏。为了能够在防雷保护设计当中把雷电波的产生范围限制在变电站进线段以外的范围当中，针对110kV当中没有避雷线的线路来说，就应该使用相对应的避雷线，其中避雷线的长度应该在1-2km，进而降低进线段中雷电波产生的概率【2】。

3.2 接地屏蔽技术保护

雷电流的频率是比较高的，该种特征就决定了它在接地电感当中的影响比较大，进而导致有关的接地体无法发挥出其具备的作用。就该方面来说，在同一接地装置的冲击之下，接地体的电阻是具备差距的。在变电站的防雷设计当中，通常能够通过自然接地体来完成防雷保护，例如跟大地连接的金属结构、建筑物以及地下管线等。在具体的防雷设计当中，大多数是使用垂直接地体，对于泄放电流的进出线所构件的接地设计，通常将其设立为人工集中接地的形式。单独的避雷针通常应该设置单独的集中接地装置。避雷针的防雷保护当中，需要防止其被保护装置反击。对于外界其他因素开展屏蔽能够防止对于自身电磁场辐射等的干扰，在某种程度上防止了特定的空间内部以及外部静电感应锁带来的消极影响。建筑物的屏蔽重点是通过建筑物跟金属结构的关联来创建初级屏蔽网，进而对于外界电磁的干扰进行抵御。

结束语

110KV变电站作为我国电力企业在供电电力系统当中的核心组成部分，对电力系统的合理高效运行有着非常重要的作用和影响。所以在对110KV变电站进行设计的过程当中需要对变电站的电气设计以及防雷保护进行重要考虑，有效地提高对于变电站设计的科学性以及合理性，提高变电站在实际运行过程当中的安全性以及稳定性。

参考文献

[1]樊友平，陈艺，白津阳，吴蔚，宋佳翰，王彤.高压低通滤波器限制雷电过电压的应用方案[J].高电压技术，2019（04）：1256-1265.

[2]申莉华，杨帅.110kV变电站的电气设计与防雷保护研究[J].内燃机与配件，2018（12）.