有关110kV变电站的防雷接地设计的研究

作者:未知

  摘要:对变电站进行防雷接地处理,可以最大程度地避免雷电灾害对电气设备的影响,保证变电站能够安全稳定的运行,减少安全事故的发生。因此,必须要加强110kV变电站的防雷措施,加强其防雷接地技术的效果和作用,从而达到尽可能的完善110kV变电站防雷接地技术,为供电网络提供更可靠安全的供电环境。本文主要分析了110kV变电站防雷接地设计的原则,并探讨了变电站防雷设计要点以及110kV变电站接地设计要点,以供参考。
  关键词:110kV;变电站;防雷接地;设计
  1分析110kV变电站防雷接地设计的原则
  110kV变电站防雷原则就是要将尽可能的降低雷击造成的线路损失。一切从实际出发,根据不同区域的不同情况,在防雷措施方面也同样采取不同的方法,并结合当地自然环境、地理地质条件环境、生态环境以及线路周边环境等要素,经过实地考察后,设计出安全可靠又符合实际的防雷措施,以此达到110kV变电站的防雷目的。此外,还需要进行对110kV变电站分段评估,对有可能发生事故,或已经破损的线路进行维修或评估补充等,将可能造成的雷击现象的影响尽可能的减少,以此使110kV变电站能够更加安稳运行。
  2变电站防雷设计要点分析
  2.1合理选择避雷器
  如果雷电直接作用于电气设备,将会产生过大雷电流,进入电气设備后对其造成损害,影响设备的正常运行,甚至会发生安全事故。在进行防雷设计时,需要选择合适的防雷设备进行安装,来降低雷电流对电气设备的影响。对于避雷器的选择,需要以110kV变电站实际运行状态为依据,考虑被保护设备运行方法与绝缘情况,并分析当地雷电气候发生概率与影响范围,然后选择避雷、防雷设备形式。一般情况下,不大于10kV的配电系统可以选择用普通阀型FS;3~220kV范围内的发电厂与110kV变电站,配电装置则应选择普通阀型Fz;不大于220kV的配电系统则应更具其限制电压,选择用FCZ型。另外,对于选择的避雷设备,要保证其额定电压符合系统设计额定电压要求。
  2.2避雷设备安装
  对避雷设备设计安装时,要保证能够充分发挥其所具有的功能,一般对于电压为110kV及以上变电站,防雷接地设计时,将所选择的避雷针安装在配电装置架构上,且要将保护线路与配电装置门架结构进行有效连接,提高避雷效果。在实际作业中,对变电站进行防雷设计,应提前分析当地雷电发生实际情况,确定避雷针数量与高度,确保避雷针防护范围可以将变电站全部囊括在内。其中,以其中一支避雷针为对象进行计算。即当被保护设备高度大于或等于避雷针实际高度的2倍时,则(避雷针高度-被保护设备高度)×高度影响系数=避雷针保护范围。其中,如果避雷针高度小于等于30m,则高度影响系数为1;如果被保护设备实际高度小于避雷针高度的1/2,则保护范围为避雷针高度的1.5倍与被保护设备实际高度2倍的差。其中,如果避雷针高度大于30m,则高度影响系数为5.5。
  3分析110kV变电站接地设计要点
  3.1接地网材料
  在110kV变电站接地时,必须保证接地网材料的接地电阻和接地电流符合专业标准,尽可能延长接地电网的使用寿命。一般接地网使用寿命与地上设施设计使用年限相符合。所选接地网材料要具有较高的稳定性,尤其是随着外界环境的变化接地电阻值的变化。如果选择将铁材料磨碎,在长期使用过程中会导致严重腐蚀程度的增加;如果选择铜质材料接地网,其受外界环境影响较小,因腐蚀问题造成电阻的增加也比较缓慢,接地网性能更为稳定。但是铜的成本高,不适合综合应用。为了解决这个问题,可以使用人造地线降低接地电阻。例如,电离器早期的离子接地将导致较低的电阻,接地电阻随着时间的推移趋于稳定。技术原理即通过化学药剂产生大量离子向周围土壤渗透,使得周围土壤电阻率改变,但是要重点做好防腐处理。另外,也可以选择应用石墨接地体,在长期使用过程中接地电阻可以维持在一个稳定性的状态,而且具有较高的性能稳定性。
  3.2接地网设计
  在设计接地网时,需要明确提高设备运行可靠性,以及确保人身安全的目的,要对变电站内所有电气设备外壳进行接地处理。110kV变电站内所存电气设备种类、数量众多,而且具有不同的作用,为了保证其进行统一设备接地,需要设置一个总接地装置。对于部分存在接地困难的110kV变电站,可以选择用绝缘台进行电气设备维护。对于人工接地部分,要保证电气设备所处位置附近区域电压可以均匀分配,而且大接地短路电流电气设备要安装环形接地体与均压带。
  3.3接地网布置
  选择地面扁钢的尺寸,然后设置接地网。变电站配有水平接地和垂直接地的封闭接地网,并提供压力带。以某110kV变电站接地网布局为例,对混凝土设计进行了说明。其具体布局参数为水平网格,矩形,垂直13,水平16,每间距约5m,地面深度约0.8m,接地网格外缘封闭,外缘角应为制成电弧,不小于压力带间隔半径的一半,内部接地压力水平与站台入口设置为压力带的“上限”。所有这些做法都应在施工图中进行说明。站内垂直接地极采用直径50mm,长度为2.5m的钢管,敷设于地下0.8m处,顶端与水平接地体焊接,间距应大于接地极长度的2倍。由于在大中型地网中,垂直接地体对降低接地网工频接地电阻的作用很小,为2%~8%。所以,本站只是在主变压器、避雷针和避雷器下面为加强冲击电流扩散而装设集中接地体,其他部位只设计少量接地极。如果今后实测接地电阻过大,则可以打入长达几米甚至十几米的深井接地极来降低总接地电阻。为减少屏蔽,深井接地极最好放在接地网四周。
  4结语
  总之,对110kV变电站进行防雷接地设计,应该要明确110kV变电站安全运行的目的,确定防雷接地技术要点,遵循专业设计标准,做好各个环节的分析。在设计过程中,要针对不同情况选择相应的处理措施,确保所有参数的合理性,提高设计方案可操作性与有效性,降低雷电灾害对电气设备的影响。
  参考文献:
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  (作者单位:池州电力规划设计院1
  国网安徽省电力有限公司池州供电公司2)
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