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摘要：随着社会发展，各项新型技术不断创新研发，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作用重大，但其长期所处外部工作环境，极易受天气等外在因素影响，影响其安全稳定运行，因此为了保证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，保证其能够为社会稳定供电。
关键词：110KV;变电站;电气设计;防雷保护
1 110kV变电站电气设计与防雷保护的意义
经济全球化的快速发展促进了我国市场经济的深入推进，在此背景下，市场经济体制逐步完善与建立，尤其是电力行业的发展满足了人们生产生活各方面的需求，人们对电力行业的发展提出了更高的质量与安全要求。电力行业发展中，稳定性与安全性是重要的评价指标，这就要求电力行业的各个组成部分，都要在维护电力系统的稳定与安全方面实现自身的价值，以减少电力消耗，促进电力行业的可持续发展。变电站是电网规划与设计中的关键部分，在一定程度上直接影响供配电的稳定与安全。
2 110KV变电站的电气设计
2.1电气主接线
电气主接线是110KV变电站电气设计时最关键的部分。电气主接线不仅能帮助电气设备在既定功率下稳定连接，也能确保电气设备间电力的有效传送。电气主接线也是电力系统的重要组成部分，通过电气主接线可以准确有效地连接两个线路的接口，在此基础上建立电源的进线及引出线，在电力系统间设置母线，形成完全闭合的电力系统，保证正常的供用电传输。
1.2电气主接线设计
电气主接线的设计工作是个不小的挑战，不仅要设计各级电压配电装置的接线方式，还要对变压器的规格容量、数量进行合理估计、科学计算。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。
2.3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:
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主接线方案。
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，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。
2.4主接线的设计
在变电站主接线的设计中，需要首先根据变电站的规模与功能等要素，确定最优的主接线设计方案，在该方案中，应该包含变压器的形式、台数、容量等内容，在此过程中，还需要充分考虑变电站设计中对于主接线的要求，从而对比各个主接线方案的经济性与技术性，分析各个方案的优势与不足，进而进行方案比选，保留两个技术性最好的方案。
随后相关人员需要从经济性与实用性的角度出发，选择最优的主接线方案，从而在方案确定的基础上绘制电气主接线图。在电气设计中，电气设备的选择直接影响着110kV变电站功能的发挥。基于此，电气设备的选择需要充分考虑其运行、检修等要素，并要满足变电站远景发展规划的实际需求，严格根据变电站运行的实际环境条件等加以选择。电气设备还需要保证其技术性与经济性的合理性。在导体的选择中应尽量保证品种的一致性，减少电力系统中的导体品种。
3110kV变电站的防雷保护
3.1变电站的进线保护
110kV变电站在进行防雷保护时，需要充分考虑变电站的运行情况，限制雷电电流流经避雷器的幅值与雷电波陡度等。在实际运行中，线路存在过电压现象，此种情况下，幅值为线路绝缘的50%的冲击闪络电压行波向变电站运动，而对于冲击耐压而言，线路中的电流幅值要远远高于变电站设备。在这种情况下，变电站的防雷设计主要是要在距离变电站进线位置较近的线路中安装相应的避雷线。如果没有使用避雷线，当变电站进线在雷击作用下，流经避雷器的雷电电流幅值、陡度等就会超过线路本身的承受极限，进而导致线路的损毁等。在防雷保护设计中，为了将雷电波的出现范围限制在变电站一段进线段外的范围内，对于110kV中没有避雷线的线路而言，就需要使用相应的避雷线，该避雷线的长度需要在1～2km，降低进线段中雷电波存在的可能性。如果变电站中线路的绝缘性较好，就需要在进线段加装管型避雷器，进而使得其可以起到对雷电波幅值调节的作用。对于容量较小的35kV变电站而言，进线保护需要充分考虑雷电活动的强度等进行防雷保护的设计，在此情况下，其防雷保护相对简单，避雷器与变压器的距离一般在10m内，由于变电所范围较小，入侵波陡度会相对较大，因此进线段的避雷线长度可以大幅缩短。同时还可以在进线段首端安装管型避雷器，从而进行雷电流的限制。
3.2避雷针的保护原则
(1)独立避雷针最好设置独立的接地装置。110KV变电站的避雷针装置一般放在变电站的架构上，这样能够有效防止雷电直击对变电站的损害，装在架构上的避雷针应直接连接接地网，接地装置应集中装设在避雷针附近。装有避雷针的架构也有特殊要求，即接地部分的距离最好保持在高于绝缘子串的长度，但在空气污秽的地方，该距离可适当调整。(2)避雷针与主接地网的地下连接点到变压器接地线与接地网的地下连接点，其连接长度不宜小于15cm。因为变压器的门型架构与变压器距离较近，很难达到不小于15cm的要求，因此该构架上不应装置避雷针等设备。
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，只需装设氧化锌避雷器即可。
结束语
综上所述，加强对变电站的电气主接线设计，并格外重视对变电站的防雷保护，尽可能提高110kV变电站的防雷保护功能，最大限度地减少雷电天气对110KV变电站的伤害，提高变电站的运行可靠性，从而保证整个电网的安全稳定运行，满足用户“安全、稳定、可靠”的电力需求。
参考文献
[1]田万韬,杨玥.35-10kV总降压变电站一次部分电气设计和防雷保护研究[J].数码世界,2018(4):349.
[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]黎明.浅析110KV变电站电气设计［J］．科技传播，2018，(02):544－550.
[4]程永发.110KV变电站典型设计应用实例［J］．农村电气化，2018，(08):96－99.