潘连武 王仲攀
国网辽宁省电力有限公司 辽宁 沈阳 110006
摘要：变电站的作用就是改变电压的高低，它是电力系统的一个重要组成部分，一旦遇到雷击，不仅会对电气设备造成严重干扰甚至损坏，而且会导致大面积停电。除了采用新工艺新材料外，与之配套的接地技术也缺一不可。文章就变电站防雷与接地技术在实际应用中具体技术要点进行了探讨。
关键词：变电站；防雷接地技术；分析
前言
直流供电系统为变电站的二次设备，如断路器控制、保护装置、测控装置等提供直流电源，并不间断地为事故照明和交流供电，它的正常运行是保证变电站二次设备稳定运行的前提条件，它在电力系统中发挥着重要作用，而直流系统往往会发生接地现象，影响设备的正常运行。众站皆知，变电站直流系统二点接地会引起断路器误动和拒动。从对变电所防雷接地技术进行分析展开讨论。
1变电站设备的可靠性模型
同输电线路跨越区域大的特点相比,变电站站处的范围较小,但雷害事故要严重的多,易造成大面积停电。变电站中出现的雷电过电压主要有两个来源:一是雷电直击变电站,二是沿输电线路入侵的雷电过电压波。通常雷电直击变电站的几率很小,沿线侵入变电站的雷电过电压行波较常见。变电站的雷电波入侵主要有两种方式:绕击和反击。
2变电站的接地电阻要求
在当前站推行的接地标准之中,其接地电阻取值放宽到5Ω。不过放宽接地电阻的实际取值存在约束性,而不是全部的电阻都能够采取5Ω的标准。如果要放宽电阻取值,那么就需要在防止转移电位受到威胁的基础之上,应用多方面的隔离手段。从短路电流非周期性分量影响的角度进行考量,倘若接地网电位出现了逐渐上升的态势,那么3~10kV的避雷器就不会出现变化,即使出现了变化也不会引发损害,此时,需要利用匀压处置的方法,同时判断接触、跨步电位差有没有达到既定的标准,在项目完工之后,还需要评测、制作电位分步的曲线。
3直流系统母线接地
对于直流母线接地,如果是单极接地,只有一个未知电阻值,仅需要根据母线正负电压比就可以算出接地电阻值。这个比较简单,但只对单极接地有用。目前,变电站在测量接地时采用的是这种方法。这种方法的局限性就是只能准确测得单极接地,而对两极接地并不适用,原因是只有一个方程。两极接地具有普遍性,对各种接地故障都能准确测得接地电阻值,依据图1的等效电路图来说明直流系统是怎样测得母线接地电阻。为了检测两极接地故障,绝缘监测装置还配置了2个切换桥电阻R2。切换桥电阻R2通过开关K1、K2控制,交替投入正负极电阻R2,站以称之为切换桥。合上K1,K2断开,在直流系统正极投入电阻R2,正极对地电压降低,负极对地电压上升；反之,合上K2,K1断开,在直流系统负极投入电阻R2,此时,负极对地电压降低,正极对地电压上升。在投入切换桥过程中,根据对地电压的变化量,即可判断直流系统是否存在两极接地故障。显然,投入切换桥,将引起对地波动,DL标准中对地电压波动的幅值、波动时间以及波动频度都有明确规定。
4变电站直流系统解决接地故障的具体对策
（1）检查过程中,应当保证出现故障的现场与图纸上描述的相关内容存在一致性。每次改造或修改过程中,都应当对其修改回路或改造回路进行注释,使其能够更加完整的表现在图纸上,保证各个回路之间描述的正确性。
（2）使用仪器仪表进行检查过程中,应当对其直流屏内绝缘监察装置的接地点进行有效拆除,利用高内阻电压表对直流系统的母线对地电压情况进行有效监视。
（3）进行线路设计与施工过程中,相关工作人员需要保证其设计回路具有可靠性,没有寄生回路存在,以便于解决由寄生回路问题而导致的直流系统接地故障。
（4）使用新设备或对设备进行改造验收过程中,相关工作人员应当在整组试验之后对其操作回路进行独立实验,同时对其测控回路信号回路进行单独检查,以便于各个工作回路能够独立工作并清晰完成相关工作内容。
（5）维修过程中,其拆掉的线头应该逐个填写到机电保护二次回路安全措施卡中,使其能够详细记录整个操作过程,避免在恢复接线过程中出现遗留问题或错接问题,导致接线错误问题,出现直流系统接地故障。
5变电站的防雷技术应用分析
5.1合理防止雷电电流
针对微机维护的调控设施,在选择电力机制的通信线路的过程中,要求选用具备屏蔽层的电缆设施,同时还需要尽最大限度地独立装配强电导线,确保电缆的屏蔽层接地始终维持在一个位置。在变电站内,电力设施不但包括模拟电路,同时还包括了数字电路,因此,这些设施都需要隔离开来。如果二者不分离,就很容易受到各自的影响,甚至还会对设施有站损害。
5.2合理选择电气设备
在设计变电站电气一次系统时,变电器、断路器、变压器等设备的选择为重点内容。其中变电器的选择为主变压器设计过程中的关键内容。变电器的选择即变电站主变的设计。例如:在110kV的变电站中,选择主变过程应重点考虑到主变设备的冷却功能,结合其运行过程外部环境、自身结构以及容量特点等综合确定。同时,主变选择环节还应确认设备是否存在无激磁调压以及有载调压,综合电力系统对一次设备绕阻、接线以及相数等需求,确定出对变电器参数的要求。在断路器的选择过程中,应重点从变电站安全运行的角度出发,重视一次设备的选择。具体选择过程:设计员需要对断路器使用期限做出判断,确保其在使用过程的安全性能,选择便于安装和检修的设备类型。与此同时,选择断路器过程,还应考虑其在系统工作时的导电性能,确保系统中存在短路电流以及负荷电流时,断路器的稳定性能良好。在变压器的选择过程中,需要结合主接线、短路电流以及系统负荷等方面综合确定,根据一次设备额定值、设备热稳定和动稳定性能、三项短路情况、开关性能等综合选择设备,结合设备安装位置的环境选择设备类型,综合以上内容确定变压器数量。例如:设计城市电网中变电站时,通常选择≥2台数量的主变压器,这样当系统运行过程,即使某台设备发生故障,其他设备也能将电网负荷转移,保证电能的顺利传输。
5.3安装浪涌的二次保护器
变电站闭合操作、静电放电问题以及由于闪电放电问题引发的过电压,很容易给电力设施带来严重的损害,加快了它们老化的速度。针对浪涌问题的保护手段,相关的工作人员通常就会在变电站机制中增加安置浪涌二次保护器。该设施就是利用同等电位的机理,在第一时间将浪涌电流转移至接地系统中。如果机制的过电压问题出现,高电压将会逐渐遏制住电子二极管成为电子元件动作,而且还会逐渐释放出显著的雷电电流,同时将导出的电压钳位调控在截止电压内,进而高效地避免过电压对电力设施带来的不利影响。
结语
总之，变电所的防雷接地设计在电力系统运行中起着非常重要的作用。雷电是影响变电站运行的主要因素之一。尽量减少雷击对变电站的运行造成的不利影响。防雷设计者应根据有关防雷设计规范和变电站实际情况，制定科学、合理的防雷设计措施，从源头上杜绝雷电灾害对变电站系统的影响，提高电网系统运行的安全性和稳定性。
参考文献
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