冯建涛
南京国联电力工程设计有限公司 江苏南京 210000
摘要：在电力领域，变电站是电力系统的重要组成部分，对维持电力系统的稳定运行有积极意义。近年来，社会发展迅速，电力需求越来越大，对变电站的设计要求也在提高，尤其是在运行稳定与防雷保护方面，同时也对促进社会发展有重要作用，从当前来看，加强对变电站的电气设计以及防雷保护有重要意义。本文中，笔者便以110kV变电站的电气设计与防雷保护进行了分析。
关键词：110kV变电站；电气设计；防雷保护；实际应用
当前时代背景下，110kV变电站是应用范围较为广泛的变电站类型，其正常稳定运行对提升电力系统的运行稳定性有重要作用。但是据当前实际情况来看，原有110kV变电站的电气设计已经不再能够适用当下电力系统的实际，以至于运行效率、质量均有所不足。如今，想要提升110kV变电站的整体运行效率，就必须要从电气设计出发，结合实际情况，做好更加科学、合理的设计，同时也提升其防雷能力。
一、110kV变电站电气设计
（一）主接线的设计
在110kV变电站的电气设计中，首先要关注并进行优化设计的便是主接线。对于变电站所有的电气设备来说，主线极为关键，对提升设备的运行稳定性意义重大，在开展设计工作前，要提高重视度，明确建设区域对变电站的具体需求，如变压器数量、容量、形式等，在结合所有相关影响因素后作出最具优势的设计，且应在注重安全性、稳定性的同时，还要考虑技术性和经济性[1]。设计团队应根据以上要求综合考虑，设计出多种方案，最终由相关管理部门作出决策，选出最优设计方案。变电站的实际设计工作中，必须要考虑到当地用电环境的实际需求，制定出合适的成本控制方案。另外，在主接线设计方案的设计中，设备的选择十分关键，相关设计部门应具备长远目光，不仅要能够符合当下用电地区的应用需求，也能够承受未来多年的用电压力。
（二）主变压器的合理选择
在变电站的组成部分中，变压器是完成电力升压或降压的关键，因此在变电站的电气设计中要将主变压器的选择作为关键。从110kV变电站过往的设计工作来看，必须要关注以下几个方面：第一，要保持一致性。每一变电站的设立均有其固定电压标准，如在110kV变电站中，主变压器的运行标准也必须要达到110kV，以提升变电站、变压器的一致性。通过保持一致性，不仅能够提升当前变电站的运行稳定，同时也能够对发掘其运行价值奠定基础。第二，考虑电力负荷。在110kV变电站的实际运行中，设备、导线等均会因其自身材料特性而出现电力负荷，而在符合的影响下，可能会导致电力的无功损耗，对此，要尽可能的进行综合考虑，从实际出发，考虑变电站的实际运行效果，以达到更佳的运行效果，降低无功损耗或其他等符合情况[2]。第三，从实际出发，确认变电站建设地区的实际需求，然后从实际情况出发，做好针对性的110kV变电站设计工作。
（三）高压配电装置的设计
在当前的110kV变电站电气设计中，除需要严格实施主接线设计、合理选择主变压器外，还应做好配电装置的设计工作。
一般在配电装置设计时，首先要根据当地的自然环境、变电站的负荷性质以及后期维护需求等多方面因素进行综合考量，尽可能的使用占地最小、最节约资源的配电设计方案。据当前变电站的设计应用情况来看，GIS装置是最为常用的高压配电装置，但是从实际应用情况来看，以GIS设备为主的高压配电装置设计也具有一定的局限性，在设备工作时，会有较为严重的噪音污染。如今，在配电装置的优化设计方面，可选择AIS布置方案，与常规GIS方案相比，AIS布置方案可布置于室内或室外，在实际应用时，可选择普通中型布置、户外软母线半高型布置，但在使用时，要确保条件适宜。另外，AIS布置方案的另一不足点便是投资较大，耗材高。
二、110kV变电站的防雷保护
（一）变电站的进线保护
110kV变电站的运行安全稳定性非常重要，且在变电站的运行过程中也会受到部分因素的影响，尤其是雷电。在过去，因部分变电站在防雷保护方面的重视度不高，时常会出现变电站遭雷击的情况，特别是在一些海拔较高、雷暴天气较多的地区。变电站的防雷保护措施一般是通过限制避雷装置的雷电波陡度、幅值来实现，一旦变电站遭到雷击，避雷装置的导线会出现突然的过电压情况，进而会使幅值在瞬间升高，且大多数的电流会存在于导线中，变电设备会得到良好的保护。在变电站防雷保护措施的实际应用中，也存在有一定的不足亟需改进[3]。从前文中变电站的雷击保护来看，导线是承受过高瞬时电流载荷的主体，若瞬时电流载荷超过了导线所能够承受的最大雷电电流幅值、陡度，便会出现线路故障问题。
当前时代背景下，用电需求持续提升，想要提升110kV变电站的防雷保护能力，应从进线保护方面入手，避雷线不可过长或过短，以1~2kM为最佳，以此来降低雷电波存在的可能性，并需要在进线一段安装相应的管型避雷器，以便在遭遇雷击时能够起到调控幅值的效果，限制电流大小。
（二）接地屏蔽技术
在防雷保护技术中，接地屏蔽技术最为常用，一般其接地形式有工作接地、防雷接地以及保护接地，其中防雷接地技术是防雷保护中的重要环节，实质是在雷击后，将过高的电流通过导线导入到大地，以此来达到防雷的效果。在接地的防雷设计中，理论上大部分接地体均可以实现导电，进而达到防雷保护的效果，如常用的地线管线、金属机构等，而在实际的防雷应用中，会采用人工接地模式，使用垂直接地体，使得电流能够得到更好的泄放。此外，在110kV变电站的防雷保护中，还必须要确保周围不可有较强的电磁干扰，对此可适当增设屏蔽网，以保障变电站的防雷能力。
结语：新时代背景下，社会整体发展迅速，提高了经济水平、人民生活质量，同时，从实际情况来看，社会的迅速发展对电力的需求越来越高，110kV变电站作为电力系统的重要组成部分，其安全、稳定运行至关重要，同时，据当下110kV变电站的设计现状来看，存在有一定的不合理情况，本文中，笔者从变电站的电器设计方面提出优化主接线设计、合理选择主变压器以及改进高压配电装置设计等对策，并从变电站进线保护、接地屏蔽等方面做好防雷保护工作，希望通过本文能够对110kV变电站的稳定运行以及防雷保护提供帮助。
参考文献：
[1]孙阳,王君龙. 110k V变电站的电气设计与防雷保护研究[J]. 科技创新导报,2018,15(34):59-60.
[2]王丹. 用智慧“电”亮未来——国网河南省电力公司加快数字新型基础设施建设纪实[J]. 河南电力,2020(10):14-15.
[3]郑昌庭,王俊,郑克. 基于图像识别的变电站巡检机器人仪表识别研究[J]. 工业仪表与自动化装置,2020(05):57-61.