關(guān)于電氣二次設(shè)計相關(guān)問題的分析

馬愷

摘要：對整個變電站進行監(jiān)視及控制的神經(jīng)中樞就是變電站的二次系統(tǒng)，在二次系統(tǒng)中其設(shè)備配置及回路的設(shè)計是否科學合理，直接對整個變電站乃至電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行有著重要影響。結(jié)合以往電力事故的經(jīng)驗進行分析，除系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量不合格造成事故以外，其回路的原因也易造成事故。對此，變電站二次設(shè)計設(shè)備配置及回路的設(shè)計必須嚴格做到科學合理，使用標準化的設(shè)計有著重要意義。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣二次設(shè)計；問題；分析

通常變電站的電氣二次設(shè)計是指針對一次設(shè)計的工作進行有效的監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、運行及相關(guān)人員提供正常的運行工況或生產(chǎn)指揮所運用的低壓電氣設(shè)備。隨著時代的進步，國內(nèi)多數(shù)變電站都以設(shè)計或改造為綜合自動化電站，電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備有傳統(tǒng)的電磁式繼電防護、分立元件防護及電磁表計等設(shè)備逐漸改變?yōu)槲C型繼電防護、電腦監(jiān)控系統(tǒng)及自動化調(diào)度等系統(tǒng)。

1.主接線的相關(guān)要求

變電站的電氣主接線主要是對電網(wǎng)的安全可靠性及經(jīng)濟運行提供保障的關(guān)鍵。也是相關(guān)電氣設(shè)備布設(shè)與選購、自動化程度及回路設(shè)計的基本原則和物質(zhì)基礎(chǔ)。進行電氣主接線的設(shè)計時，需要結(jié)合變電站在電力系統(tǒng)中扮演的角色，充分考慮其實際情況，并滿足電力系統(tǒng)的可靠運營及經(jīng)濟協(xié)調(diào)等要求。通過對容量的規(guī)劃、本期的規(guī)模建設(shè)、電壓等級、回路數(shù)量、供電負荷等細節(jié)的考慮進而確定。電氣主接線應(yīng)盡量滿足經(jīng)濟可靠靈活適用等要求。在進行主接線設(shè)計配合過程中，二次專業(yè)應(yīng)充分考慮一下幾個方面：一是，加強主接線的安全可靠性。結(jié)合變電站的接線設(shè)計，應(yīng)選取合適的現(xiàn)代化自動裝置及質(zhì)量優(yōu)異的設(shè)備等，有效提高直接性的可靠性；二是，盡量減少整體投資。應(yīng)在一定范圍內(nèi)，對成本進行控制，在設(shè)備性能滿足要求的條件下，盡量考慮經(jīng)濟效益的合理性；三是，滿足變電站在運行過程中的其他要求[1]。

2.變電站的二次設(shè)計分析

在對變電站進行二次設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合變電站的運行環(huán)境及電氣主接線的情況等，有效的對變電站進行系統(tǒng)的繼電防護、電腦監(jiān)控系統(tǒng)、電力計量、直流電源及其他相關(guān)二次輔助系統(tǒng)的設(shè)計。

2.1系統(tǒng)的繼電防護

繼電防護設(shè)施是是對一次設(shè)備的正常運行提供保障的關(guān)鍵設(shè)施之一。若電力系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生故障，繼電防護設(shè)備可快速的將故障切除，保障系統(tǒng)的設(shè)備安全及正常供電，降低了電力系統(tǒng)大范圍的停電情況與核心設(shè)備的損耗；若系統(tǒng)發(fā)生工況異常，繼電防護設(shè)備能夠有效及時的發(fā)出信號，進而相關(guān)人員可及時對工況故障進行處理，使其他設(shè)備得到保護且繼續(xù)運行。繼電防護設(shè)備應(yīng)具有良好的可靠性、選擇性、快捷性及靈活性等性質(zhì)。當前，繼電防護設(shè)備方案除了需要執(zhí)行國家相關(guān)規(guī)定之外，各地區(qū)也有相應(yīng)的指導性配置規(guī)范，且地方設(shè)計方案與國家規(guī)定方案，存在較大差異的內(nèi)容有以下幾個方面：一是220千伏或以上的系統(tǒng)多重化配置線路及變壓器、母線保護等應(yīng)使用不同廠家不同規(guī)格的設(shè)備；二是對于新建廠或改造廠的防護設(shè)備與繼電防護系統(tǒng)子站及其自動化系統(tǒng)的連接應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定，并具備一定的自我描述能力；三是500千伏的線路應(yīng)使用兩套光纖電流差動進行保護；四是在500千伏的線路防護中通常采用集成式電壓及遠程跳閘程序，若線路采用光口方式對線路縱聯(lián)進行保護，則過電壓、遠程跳閘程序及縱聯(lián)防護等共同使用光口；五是在220千伏的線路多重化配置中的防護配置應(yīng)具有獨立的切換電壓的設(shè)備。220千伏的母線應(yīng)根據(jù)多重化原則進行母線差動防護及失靈防護的配置，母線防護配置的斷路器失靈防護能夠有效的對失靈電流進行判斷。

2.2電能監(jiān)控系統(tǒng)

電能監(jiān)控系統(tǒng)就是利用工業(yè)控制計算機對生產(chǎn)過程進行自動控制的系統(tǒng)。電腦監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的將變電站內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集并處理還具有操作及控制功能、報警及處理措施、事件詳情記錄、事故追憶功能及人機聯(lián)系與管理運行的功能。電腦控制是根據(jù)分層或分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，單位為間隔，根據(jù)對象進行設(shè)計的系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由站控層及間隔層共同組成，使用冗余配置的以太網(wǎng)方式對站控層及間隔層進行組網(wǎng)[2]。

3.變電站二次設(shè)計中應(yīng)考慮的問題分析

3.1制定標準化設(shè)計

在當前，國網(wǎng)及南網(wǎng)中，都實行了智能建設(shè)、綠色電網(wǎng)等制度。將節(jié)能與集成化的正確理念有機的融合到二次設(shè)備的裝置中。在集成化設(shè)備的實際應(yīng)用中，應(yīng)充分的將原變電站的現(xiàn)場情況進行考慮，進而將二次回路整合設(shè)計到變電站中，防止發(fā)生設(shè)備沖突等問題。若在220千伏的線路保護中，集成了過流及三相不同保護時，進行二次回路的設(shè)計時，則需要對集成裝置進行重視，考慮裝置怎樣與原有的母差相配合等問題。

3.2落實反事故措施

反事故措施是變電站運行生產(chǎn)部結(jié)合多年事故及施工經(jīng)驗總結(jié)出了技術(shù)結(jié)晶。二次設(shè)計人員應(yīng)牢固掌握并領(lǐng)會，靈活的運用在設(shè)計過程中。在國內(nèi)近些年，某變電站#1主變壓器在恢復(fù)供電時，出現(xiàn)了開關(guān)未完全合閘及斷路器三相不相同保護、本體三相不相同保護都異常的事件。通過檢查得知，電氣三相聯(lián)動分相操作的#1住變壓器斷路器回路控制設(shè)計不科學，在斷路器的匯控柜中A、B相的切換控制桿接觸不良，在進行回路開路時，回路斷線監(jiān)控報警回路未正常動作，在非全相合閘后又其位置監(jiān)視回路未能正常動作進而造成斷路器的三相不相同保護不能運作，最后使事故的范圍擴大，造成與之相連的相關(guān)設(shè)備跳閘。結(jié)合相關(guān)國家規(guī)定，為了有效杜絕此類事故再次發(fā)生，應(yīng)充分考慮事故原由，分析設(shè)計回路，二次設(shè)計應(yīng)完善斷路器的相關(guān)回路，使用分相控制與監(jiān)視代替斷路器合閘控制及跳位監(jiān)視回路，進行分相合閘，以保證有效的對合閘回路進行監(jiān)控，進而使非全相保護能夠正常動作，對于回路修改設(shè)計方案，應(yīng)落實到相關(guān)工程的回路設(shè)計中。

3.3二次設(shè)計的細節(jié)要點分析

在進行變電站的二次設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)全面的對設(shè)計的細節(jié)要點進行分析，深入的研究在設(shè)計中可能涉及的電纜問題及寄生回路問題等，進而作出科學合理的解決措施。二次設(shè)計中若的確存在不足，往往難以在調(diào)試過程中全部摒除，甚至設(shè)備長時間的運作也也難以暴露出來，但問題將有可能導致設(shè)備嚴重事故。對此，在進行二次設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員，應(yīng)及時對以下幾個方面的細節(jié)進行研究，有效的提升設(shè)計的應(yīng)用效益。

3.3.1二次電纜可能存在的問題

在進行二次電纜的設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)嚴格按照二次回路的相關(guān)性質(zhì)及意義合理的安排電纜走向。設(shè)計人員在進行設(shè)計時，應(yīng)及時對二次變電站室外的電纜進行防護，有效的阻隔燃燒、屏蔽電纜等。

3.3.2避免二次寄生回路

進行二次設(shè)計時，應(yīng)嚴格堅持“通過不同熔斷器或不同端子對供電的兩套保護設(shè)備的直流回路，不可產(chǎn)出任何電的關(guān)聯(lián)，必要情況下采取經(jīng)空接點輸出”的原則。若個別微機型設(shè)備需要與外部保護產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，則應(yīng)分析開關(guān)的輸出問題，使用微機型設(shè)備的光電耦合隔離器，對外部保護的無源空接點進行過濾，最后進行微機型設(shè)備，有效的提升中間的連接效果。若要保證保護設(shè)備的內(nèi)回路指定內(nèi)部電源，對設(shè)備外回路進行無源控制，以免使電源間構(gòu)成寄生回路，進而有效的控制了寄生回路對電源造成的損壞和其他事故[3]。

4.結(jié)束語

綜上所述，在變電站電氣二次設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員，應(yīng)對變電站二次設(shè)計的相關(guān)規(guī)程進行準確掌握，嚴格根據(jù)相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，總結(jié)以往二次設(shè)計的經(jīng)驗，分析類似問題，提高細節(jié)的管理，認真執(zhí)行反事故措施，進而從根本上是變電站電氣二次設(shè)計得到有效的可靠性及安全性。

參考文獻：

[1]黃玲光.電氣二次設(shè)計相關(guān)問題探析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013，25：14-15.

[2]徐建.關(guān)于電氣二次設(shè)計常見問題的研究[J].科技致富向?qū)В?011，15：287.

[3]王海燕.關(guān)于電氣二次設(shè)計常見問題的研究[J].科技與企業(yè)，2013，23：250.