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摘要：在日常生活中，500kV变电站发挥着非常重要的作用。500kV变电站的容量相对较大，在高压直流输电系统中发挥着枢纽的作用，可为人们提供足够的电力支持与服务。但是，受雷电的干扰，其安全性能也受到了极大的影响。本文对于500kV变电站变压器产生过电压情况进行分析，并且对其防雷措施进行简要论述，希望为相关人员提供参考。
关键词：500kV变电站；变压器；防雷技术；过电压
引言
随着社会经济的发展，电能的需求量日益增大，大型火电站、核电站的建设和发展大大加快。作为电网的枢纽，500kV变电站在电力系统中发挥着极为重要的作用，其设备一旦因过电压遭受损坏，将直接影响电力系统主网的安全可靠运行，造成国民经济损失。所以对其进行防雷技术以及过电压的研究具有十分重要的现实意义。
1500kV变电站变压器过电压的产生类型
1.1雷电过电压的产生
雷电是雷云与雷云之间或者雷云与大地之间的气体放电现象，并且伴随着强烈的闪光和雷声。雷云与雷云之间的放电称为云中放电或云闪，雷云的形成机理及放电过程及其复杂，并具有随机统计特性。长期的观测数据表明，雷击大地时，多数是负极性的下行雷，这种雷电放电具有三个阶段：先导放电、主放电、余光放电。
1.1.1先导放电
雷云中的电荷将会使大地表面感应出等量的异号电荷，在雷云与大地之间将建立起空间电场。由于雷云电荷分布不均，在某些电荷集中的地方，电场强度将达到空气击穿强度，根据空气中水分含量和密度不同，约为10-30kV/cm，导致空气电离，产生一个向地面发展的等离子通道，称为先导。
1.1.2主放电
当下行先导到达地面，或与地面上的突出物上产生的迎面先导相遇，就会产生贯穿雷云与大地的放电通道。此时，地面感应的正电荷将向上与先导通道中的负电荷产生强烈的中和，通道中的雷电流将达到几十到几百千安，称为主放电过程。
1.1.3余光放电
主放电结束以后，附近的电荷中心将沿着主放电通道释放电荷，此时通道的温度下降，导电性降低，因此余光放电速度慢，约为光速的1/100，电流不大，但持续时间长，约0.03-0.15s。
1.2内部过电压的产生
在电力系统内部，由于断路器的操作和各类故障使系统参数发生变化，都会造成电磁能量的积累和震荡，而在系统内部产生过渡过程引起瞬时电压升高，称为操作过电压；另外电力系统中由于电感和电容参数的配合不当，也会产生持续时间较长的各种形式的谐振现象或电压升高，称为暂时过电。这些过电压现象称为内部过电压。内部过电压的能量来自于系统电源本身，所以其幅值与系统工频电压基本成正比。一般用过电压倍数表示内部过电压的大小。过电压倍数是内部过电压的幅值与系统最高运行相电压幅值之比。内部过电压与电网结构、系统中各元件的参数、系统中性点的接地方式、操作过程及故障形式有关，具有明显的统计性。
2500kV变电站变压器防雷保护的分类
根据雷电的产生机理和危害形式，可以将雷电造成的影响归纳为直击雷和侵入波。直击雷是指雷电直接击中变电站内的建筑物或屋外的电气设备，侵入波是指输电线路遭受感应雷或直击雷过电压后，雷电波沿该线路侵入变电站。避雷针和避雷线是防护直击雷的主要装置，避雷器是防护侵入波的主要设备，另外在进线段上加装避雷线可有效减小侵入波的形成几率。
3500kV变电站变压器防雷保护技术措施
3.1合理选择避雷器
避雷器保护特性与配电变压器过电压有着密切联系，相较于FS型阀式避雷器而言，氧化锌避雷器有着残压低和动作快的优势，因此在雷电领繁地区，所应用的避雷器种类繁多，其使用性能也有差异，这就需要技术人员能够对避雷器类型、性能、使用场所和电压有所熟悉，尽可能使避雷器与线路额定电压相一致。实际安装之前需要完成避雷器直流泄漏试验、工领交流耐压试验以及对应的绝缘测定工作，力求使各项标准与规定内容相符合，以此强化防雷保护功能。避雷器如果已经达到规定年限或是存在质量问题的，应当及时按照规程要求实施更换。避雷器外形如下图1所示。
图1避雷器外形图
3.2降低500kV配电变压器的接地电阻值
多年的运行实践证明，降低500kV配电变压器接地装置的接地电阻值是一项极为有效的防雷保护手段。首先，500kV配变接地装置的接地形式可以采用四边放射形接地，其顶端则采用垂直接地极，垂直接地极可以在岩缝或土层厚的地方打入；其次，在垂直接地极和水平放射线的结合部位可以采用接地模块来有效增大其与土壤之间的接触面积，更加有利于雷电流的散流；第三，若土壤的电阻率较高，则可以采用在土壤中加入降阻剂的方式来改善土壤条件，以有效降低接地电阻。
3.3实施高压瞬态等电位连接
为了更好地防止正、逆变换过电压的影响，应当采取于高低压两侧分别安装避雷器的方式提高防雷效果，这其中尤以多雷区为主。除此之外，配电变压器常态非等电位部位实施高压瞬态等电位的连接也尤为必要，具体的接线方式是将三个高压与低压避雷器分别安装于配电变压器高压侧与低压侧两端，使得变压器壳、避雷器以及中性线同步接地完成连接处理后，一旦遇到雷击问题则能够保证各金属部位的电位始终处于同升同降状态之中。
3.4对雷电流的幅值进行限制
当雷击发生时，对雷电流的幅值进行限制，能够有效降低500kV配变受雷击损坏的概率。运行实践表明，加装避雷器能够有效保护电力设备免于遭受雷击损坏。在实际工程中，若仅在500kV配变前安装一组避雷器，对于雷电流幅值的限制比较有限，雷电流幅值依然会超过配变绝缘耐压水平。因此，可以考虑在500kV配变前第2、第3基杆塔各安装一组避雷器，并将其与配变前的避雷器配合动作。
结束语
综上所述，要提高500kV配电变压器的防雷保护水平，就必须有针对性的分析研究，对造成其过电压的原因进行总结，并有针对性地采取相应的解决措施，排除存在问题和潜在隐患，保证500kV配电变压器遭受雷击事故不断减少，确保配电网的运行安全。
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