赵中君
国网黑龙江省送变电工程有限公司 黑龙江 哈尔滨 150070
摘要：现阶段，我国电力行业发展迅速，110KV变电站在正常使用的过程中，有可能会受到内外部因素的影响，导致110KV变电站的工作稳定性受到一定的影响。为了对110KV变电站的运行安全稳定性充分提升，本次研究概述110KV变电站的电气设计防雷保护意义，分别探索电气设计与防雷保护问题，对110KV变电站的不同影响因素展开探究分析，提出针对性的电气设计与防雷保护优化对策，认为需要遵循以变电站和电网的实际运行状态为设计依据、科学规划配电结构、连接工具以电气主接线为主的设计原则，对于不同雷电情况和设备实际运行情况，采用针对性的防雷保护对策，为保证110KV变电站能够安全稳定运行提供参考作用。
关键词：110KV；变电站；电气设计；防雷保护
引言
随着我国社会经济的不断发展，110KV变电站的应用越来越广泛。为了满足日益增长的用电用户需求，110KV变电站的使用环境更加复杂多样，这就导致110KV在实际应用中出现很多问题，无法保证供电系统的平稳正常运行。
1变电站设计原则及基本要求
110kV变电站的电气设计中，其包含的内容较多，往往需要设计人员充分考虑这些因素之间的协调与冲突，进而提高变电站的实际功能。基于此，在主接线设计中，相关的设计人员需要充分考虑可能影响其应用效果的因素，进而确定主接线方案，需要从经济性与技术性的角度出发，选择最优的设计方案。具体来说，主接线方案需要考虑以下设计原则：（1）变电站在总体电力系统中所具备的作用与功能，进而进行相关的设计，如果不考虑该因素，就会影响其在电力系统的正常运行。（2）变电站自身的近期目标与长远发展规划，该因素的考虑直接决定着变电站运行的稳定性与可靠性，对于保证变电站的总体设计方向等有着重要的意义，能够使得相关的设计方案得到优化，进而使得方案的内容等真正落到实处。（3）变电站备用容量的大小等，如果备用容量远远小于变电站的实际需求，就会降低系统运行的可靠性。
2变电站的电气设计
2.1中性点接地设计
就我国现阶段的情况而言，110KV及以上系统多选择中性点直接接地。这种系统如果出现了单相接地故障，中性点电位不会出现位移，对地电压仍然持续为零，非故障相对地电压基本不变，不会上升为线电压，继电保护装置动作，将接地的线路自动切除。这样的方式能够在很大程度上降低由于单相接地引起间歇电弧过电压的概率；此外，对于电网绝缘能力的要求也显著降低，进而大大降低了电网的造价。因此，本设计主变压器高压侧采用中性点直接接地方式。
2.2变电站电气平面进行合理化布置
这方面的设计工作需要有效结合变电站现场的实际情况，制定相应的设计规划，从而有助于电气系统智能化一次设备的设计和选择，例如在变电站室内空间当中需要对消防设备以及通风设施进行合理有效的设计等，对二次设备进行设计时需要注意的是在垂直空间当中不应该设置相关的电容器，从而能够有效地避免由于电容器的工作而对相关的计算机的工作产生的影响。
2.3电气主接线设计
相关工作人员要确保主接线设计工作是按照实际情况开展的，这样该设计方案的可行性将会大大提升。在不影响主接线设计工作的前提下，还要控制方案的经济成本，尽可能减少不必要的开销。只有确定完善的主接线设计方案，才能开展电气主接线安装图的绘制工作。工作人员在选择电气设备时，需要结合实际情况，保证电气设备的所有环节都能够正常运行，尽可能地减少电气设备的维修次数，使电气设备长时间有效运行。
2.4电气设备的选择
在进行设计时需要借助电气平面设计方案，对各区域在功能、面积等划分上进行考虑，再加上电气设备的主要参数能够进一步提高设计电气设备的有效性。选择电气设备额定值时，应该通过主接线方式，并且对工作状况进行合理的分析，对电气设备的动稳定性、热稳定性等参数进行校验和核算，并对其工作状态进行合理有效的分析和研究，在确保电气设备能够稳定正常工作的情况下选择合适的电气设备。
3变电站防雷保护设计
3.1避雷器的保护措施
110KV变电站配电装置的保护措施是通过氧化锌避雷器与进线保护段相结合。110KV的配电装置绝缘与氧化锌避雷器的最大雷电冲击为10KA，配合系数应保持在不低于1.4的范围内。另外，进线保护段的作用在于通过限制雷电流量来降低雷电波损害，通过进线段上避雷器控制绝缘数值不超过要求最高值。
3.2母线防雷装置选取
选择母线防雷设备应满足三个要求：（1）额定电压选择：避雷器的额定电压必须大于或等于安装处的电网的额定电压。（2）按工作环境温度选择：选择工作环境温度在-40℃至+40℃之间，适用高寒、高温工作环境设备。（3）电流选择：使用电流能力较强，放电时间相对短，工频续电流较小，可靠性较高，残压低的避雷器。可考虑选用市面上高新技术产品，同时要具有一定的可靠运行记录的新产品。目前市场上应用比较多的高科技产品是硅橡胶金属氧化物避雷器，它的优点：1良好的电气绝缘性能、防潮、抗老化等性能；2使用寿命长，试验周期长，运行维护费用低，体积小、重量轻。是目前电网新建工程中使用较多的避雷器之一。因此本设计选用硅橡胶金属氧化物避雷器作为其防雷装置。
3.3变压器的防雷保护
作为110KV变电站最重要的组成部分，变压器是需要重点进行防雷保护的电气设备。因其绝缘比较薄弱，在三绕组变压器正常工作时，时常会出现高、中压绕组工作而低压绕组开路的工作状态，一旦在这个时候有雷电波入侵，低压绕组出现过低电压会危害变压器的绝缘。为了避免发生这一事故，必须在低压绕组的任一出口加装一个氧化锌避雷器。对于中性点接地系统，只需装置氧化锌避雷器即可。
3.4接地屏蔽技术
电网系统运行中包含的电气设备、仪器较多，这些设备与仪器都需要进行必要的接地设计。防雷接地设计中，防雷接地以下线路的布线直接决定了其整体的防雷设计效果。雷电流通过接地系统中的接地极进入大地中，一旦接地附近的土壤中存在较大密度的电流时，就会被击穿，在这种情况下，接地极附近的土壤导电性大幅提高，可以成为良好的导体。雷电流等的频率较高，这种特性就决定了其在接地电感中的影响较大，进而使得相关的接地体不能发挥其应有的作用。就这方面而言，同一接地装置冲击下，接地体的电阻值存在差异。变电站的防雷设计中，一般可以利用自然接地体来实现防雷保护，比如与大地连接的建筑物、金属而机构、地下管线等。实际的防雷设计中，多采用垂直接地体，对于泄放电流的进出线构架的接地设计，一般将其设置为人工集中接地的模式。独立的避雷针一般需要设立独立的集中接地装置。避雷针的防雷保护中，要避免其被保护设备反击。
结语
总而言之，日后对于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。
参考文献
[1]张庆伟,王阳,贾冰.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].工程技术研究,2017(10):59+88.
[2]查家骏.110kV输电线路雷击故障事件及预防措施研究[J].农村电气化,2018,377(10):40-42.
[3]陈莉.智能变电站二次系统优化设计及研究[J].工程技术研究,2017(1).