分析35/10kV总降压的变电站设计及防雷保护方法

分析35/10kV总降压的变电站设计及防雷保护方法

曹阳

南京国电南自电网自动化有限公司211100

摘要：电是人们生活中不可缺少的一部分，电力的充足供应可以保障人民的基本生活需求，在这种情况下，保证变电站的正常供电成为时下我们要解决的主要问题。电发出后，必须要经过变电站的升压和降压才能被使用，如果变电站发生故障，就会影响整个电网的供电，给人们的生产生活带来不便，现就35/10kV总降压变电站的电气设计和防雷保护进行了研究。

关键词：总降压；变电站；防雷保护

我国的梅雨季节时常会出现雷雨天气，在一年之中常常被雷击的时候相对来说比较多，雷电对于变电站的影响方式主要分为两种方式：其中一种方式是变电站直接被雷击，另外一种是雷电在通过输电路时会以电波的形式从而传播到电气设备上面。雷电波的发生不仅仅会给变电站带来很大的危害而且对于一次设备和二次设备都会造成一定的影响。

35kV的变电站在变电站的应用中出现的时候相对较早，对于35kV的电压而言其等级相对较低，在农网的建设中变电站会使用35kV【1】。因为农网对比于城镇来说其系统相对而言还是比较薄弱。在近些年的发展过程中随着经济和科技的不但更新和进步，人们对于电网的输入日益变大，我国在电网的建设过程中也慢慢提高了35kV变电站的要求。在过去的一段时间里，35kV的变电站由于设备体积较大，所以其占地面积相对来说就很大。很多变电站实行的布置方式为户外型布置，整个设备的性能相对来说较低，并且使用年限的过长使得很多电气设备在运行的过程中出现了多油化的现象。

国外的很多学者都比较重视变电站中选择设备和设计功能的方法，在对变电站的设备进行选择时更要注重的是其综合性能，在选择的过程中要尽量选择体积比较小的设备并且质量需要较好不需要经常进行检修等。在功能设计中，国外学者在设计过程当中变电站实现了无人监管。因此，在这样的发展趋势下，变电站占地面积逐渐变小、自动化水平得到了不断地提高并且设备不需要经常性的进行检修。这也给了我国相关工作人员一些经验借鉴。

一、变电站的电气设计

1.1电气一次设计

在研究某一个变电站时，该站的总降压变电站是35/10kV。在建设基地时对于南北之间的距离不超过45m并且对于东西之间的距离不超过20m，这样可以方面连接进出线。在本次的设计中，变电站的设计范围是35/10kV设计电气的一次接线图、设计二次系统自动化以及防雷的平面图设计等。对于变电站的设计主接线方式的确定能够直接影响变电站的性能，对于其稳定性和灵活性都能有一定的提高，如果在设计过程中改变主接线的方式那么对于电气设备来说就会受到直接的影响。所以对于主接线的设计一定要采取合理的设计方式，具体的设计点是①对于35kV的可以采取的接线方式是单母线的分段接线也可以选择其他外桥的接线方式。对于单母线的接线方式而言，其可靠性一般并且如果设备发生故障，那么对于供电系统而言整个系统都会停止工作。这样的故障就会产生很大的不良影响不仅仅会让全厂区停电，全站都可能被停电。因为这样的接线方式中的电源是并列运行的。因此，短路问题会经常发生。但是，对于单母线的分段接线而言在运行过程中就很少出现故障，因为一旦发生故障，分段断路器在故障发生时就会自动断开。这样的断电方式对于正常的供电就有了有效的保证并且可靠性很高。并且，如果母线的断路器被断开后，一般情况下，他会自动自投装置，对于其灵活性而言相对较好。由此，我们可以得出结论：35kV侧接线可以选用的接线方式为单母分段【2】。第二个是对于10kV侧接线来说接线方式有三种接线方式分别为单母线、单母线分段以及双母线的接线方式。如果双母线在出现故障时，操作时主要是2组母线进行隔离，从而断电现象可以避免发生。有较强的可靠性。对于单母线而言，其不会对回路有任何影响，可以任意的分配进出线，所以灵活性也是比较好的。因此，一旦故障发生，也不会出现全站都停电的现象。10kV侧接线同样接线方式也适合单母线分段

1.2电气二次设计

如果变电站内没有人进行值班，那么控制室内的二次监控就要对变电站的稳定性和可靠性进行周全的考虑。对于二次系统的结构来说其采用的设计是分层设计。对于网络的设计应该要采用双机双网的模式并且配置监控网。

二、变电站的防雷保护

2.1一次系统防雷

一般情况下，变电站在进行防雷工作处理时是需要安装避雷针的。但是，在多次试验后结果表明，如果使用的是单根避雷针那么对于雷击起不到任何的防护作用，所以，在研究的过程中需要在变电站的两侧都安装上避雷针并且安装完成之后对其高度进行测量。总降压变电站的周围会有很多像铜材加工企业一样的类型企业，那么这些企业在生产过程当中就会有很多尘埃颗粒产生。因为这些颗粒之中包含了很多的金属离子。所以在一定情况下就会让变电站在运行过程中一直处于一种超负荷的状态。另外一个方面，电磁场会存在变电站周围，那么这些金属离子就会被电磁所吸引从而变电站周围都是一些金属离子从而很多雾就会存在在变电站的周围。雾一旦扩散，那么两根避雷针的保护范围有限有些雾就会超出其保护范围。如果在这样的情况下一旦出现雷电天气，雷电就不会因为引线的作用而被引入到大地而会因为雾的扩散传导到变电站的设备上，对设备造成损害。因此，在对变电站进行防雷设计时，应该要考虑当地的具体情况，并且合理考虑当地的风向从而设计出适合变电站的避雷网。而避雷针作为引线。这样一来如果金属离子雾一旦出现，那么雷电波就会沿着避雷针引入到地下，从而保护变电站免受伤害。

2.2二次系统防雷

雷击发生时，可能对变电站的二次设备也同样造成影响。二次设备包括变电站中的监控系统以及微机综保装置。主要有以下几个方面。

感应雷达如果监控的数据达到一定值以后，雷电波就会向站内输送并且是沿着线路，虽然雷电波在经过多段消减之后电波值依然是很大的，这样的情况下电磁耦合作用就发生了作用电压就会变成低压侧从而以低压的形式进入二次系统，那么如果在这样的情形中，进入二次系统的电波值还是高于二次设备最大承受力那么就会破坏二次设备系统；在一般的情况下，雷电波进入到地下是因为避雷针的作用，但是从跟本上来讲，土地其实本身也会有电阻存在的【3】。所以，如果雷电波被引入到地下带入的电荷如何不能中和地下的电荷，那么该土地局部的电荷在一定程度上就会出现明显的上升情况，这样一来，二次设备上就会有高电压的出现，那么对于二次设备的损害是可想而知的。对于二次设备来说其在运行的过程中能够承受的电压最大值也是10kV。所以就需要考虑在雷击发生时对于二次设备的保护，这样才能有效的保证变电站的正常运行。

结论：影响变电站正常供电因素有很多，其中电气设计和防雷保护工作是确保变电站正常供电的决定性因素，关系到整个供电系统的安全运行。

参考文献：

[1]吕国民.铁路10kV电力线路雷击故障分析与防雷措施应用[D].中国铁道科学研究院,2016.

[2]严峻.35/10kV总降压变电站电气设计与防雷保护研究[J].机电信息,2013(27):151+153.

[3]包晶晶.35/10kV总降压变电站电气设计与防雷保护研究[D].南昌大学,2012.