電氣二次設(shè)計(jì)對保護(hù)動作可靠性的影響分析

鄭曉燕 普慧慧

摘要：在一個完整的電力系統(tǒng)當(dāng)中，一次設(shè)備在其中處于基礎(chǔ)地位，隨著我國對用電總量的需求不斷提高，電力系統(tǒng)的線路密集程度越來越高，同時(shí)在此階段，設(shè)備也在不斷更換，對于電力運(yùn)行的安全性有了更高程度的要求。為此，本文首先分析了電力二次設(shè)計(jì)的具體過程，然后分析了電力二次設(shè)計(jì)與保護(hù)動作可靠性之間的關(guān)聯(lián)，最后分析了電力二次設(shè)計(jì)對保護(hù)動作可靠性的影響。

關(guān)鍵詞：電氣二次設(shè)計(jì);保護(hù)動作;動作可靠性;影響分析

引言

現(xiàn)代的電力工業(yè)技術(shù)主要由3個方面構(gòu)成。分別是發(fā)電、輸配電設(shè)備、繼電保護(hù)以及安全閉鎖裝置和自動化系統(tǒng)。在電力工業(yè)的不斷發(fā)展過程中，發(fā)電以及輸配電設(shè)備的可靠性不斷提高，繼電保護(hù)以及安全防護(hù)動作準(zhǔn)確率以及速度的提高以及自動化系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，可以說對于現(xiàn)階段的電力工作發(fā)展而言，這3種技術(shù)不可分割、共同促進(jìn)。其中繼電保護(hù)以及各種安全防護(hù)裝置的應(yīng)用可以有效地提高整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，統(tǒng)稱為二次設(shè)備。

1電氣二次設(shè)計(jì)對保護(hù)動作可靠性的影響

電氣二次系統(tǒng)包括的內(nèi)容較多，主要包括保護(hù)裝置、測控裝置、自動化裝置、通信設(shè)備、電力監(jiān)控系統(tǒng)、故障錄波裝置、保信子站等，各套不同的系統(tǒng)相互之間進(jìn)行配合，保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。每一套二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，都會對變電站的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，本文主要分析二次設(shè)計(jì)對保護(hù)動作可靠性的影響。在保護(hù)的配置方面，對于主變壓器的保護(hù)，應(yīng)同時(shí)配置電量保護(hù)和非電量保護(hù)。對于線路保護(hù)，根據(jù)線路的電壓等級的不同，所采用的雙套保護(hù)類型的選擇方面也有所不同，對于負(fù)荷線路，一般采用電流保護(hù)即可。對于電壓等級較高的輸電線路，則需要采用光纖縱聯(lián)差動保護(hù)，以提高保護(hù)動作的可靠性。

2電氣二次設(shè)計(jì)分析

2.1繼電保護(hù)問題

電氣二次設(shè)計(jì)當(dāng)中的一個十分重要的環(huán)節(jié)就是繼電保護(hù)，繼電保護(hù)又可以具體分為原件繼電保護(hù)和系統(tǒng)繼電保護(hù)這兩種類型，在電氣二次設(shè)計(jì)中做好繼電保護(hù)這一環(huán)節(jié)的工作，能夠確保電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免由于電氣系統(tǒng)的保護(hù)裝置出現(xiàn)故障而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，無法正常運(yùn)行。電氣系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置主要是對電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組和線路進(jìn)行保護(hù)。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，由于電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組通常是有多個分支繞組而成的，運(yùn)行時(shí)內(nèi)部會產(chǎn)生電磁效應(yīng)，設(shè)備容易在電磁效應(yīng)的影響下出現(xiàn)短路等問題，同時(shí)，用來保護(hù)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的繼電保護(hù)裝置也很容易受到這種電磁效應(yīng)的影響，無法進(jìn)行正常的保護(hù)工作，比如在電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，受到電磁效應(yīng)影響的繼電保護(hù)裝置往往無法及時(shí)地做出正確的反應(yīng)，沒法及時(shí)將出現(xiàn)故障的線路進(jìn)行切除，甚至?xí)尮收献兊酶訃?yán)重。

2.2光纖縱差問題

光纖縱差保護(hù)也是電氣二次設(shè)計(jì)中的一個重點(diǎn)問題，光纖縱差保護(hù)是將電氣系統(tǒng)中的電氣信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過利用光纖來提高通訊的質(zhì)量。通過應(yīng)用光纖縱差保護(hù)，可以對電氣量的信息進(jìn)行收集和對比，最終起到保護(hù)線路的作用。

2.3二次接地與抗干擾問題

二次接地系統(tǒng)從類別上主要包括以下形式：工作接地。工作接地的主要作用是維護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，常見的110千伏電力系統(tǒng)中使用的中性點(diǎn)接地即為工作接地的一種方式，目的在于提升電力設(shè)備的絕緣水平。防雷接地。防雷接地主要針對雷暴及雷電對電力系統(tǒng)造成的危害，主要的手段是安裝避雷針等避雷設(shè)備，配備高性能接地裝置，在雷暴發(fā)生時(shí)，將電能引入地下。安全接地。安全接地的主要目的在于保證工作人員和周圍人員的人身安全。現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中影響二次接地質(zhì)量的主要因素，包括電磁干擾、誤操作干擾，射頻干擾和雷擊干擾等。

3電氣二次設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1繼電保護(hù)優(yōu)化

繼電保護(hù)措施是否得得當(dāng)直接影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，同時(shí)繼電保護(hù)措施及設(shè)備應(yīng)具備足夠的可靠性和靈敏度。測量元件，邏輯元件和執(zhí)行元件是繼電保護(hù)系統(tǒng)中最重要的三個部分。繼電保護(hù)通常包括元器件的繼電保護(hù)和系統(tǒng)繼電保護(hù)兩方面，繼電保護(hù)裝置的基本職責(zé)包括以下三方面，首先，繼電保護(hù)裝置應(yīng)在電網(wǎng)運(yùn)行過程中及時(shí)判斷其工作狀態(tài)，在故障發(fā)生的第一時(shí)間，將與之連接的設(shè)備切斷，盡可能的控制事故范圍，同時(shí)保證電力系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)不受影響。其次，實(shí)時(shí)檢測電氣原件的工作狀態(tài)，對于工作異常的原件，借助于告警裝置，通知值班人員和維護(hù)人員前來處置，降低電力系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間。

3.2光纖縱差優(yōu)化

光纖縱差保護(hù)設(shè)計(jì)

從類別上看，光纖縱差保護(hù)是差動保護(hù)中的一個特殊類型。在一般情況下，差動保護(hù)通過對兩側(cè)電流進(jìn)行檢測，并比較兩者的電流差，同時(shí)使用電纜線來形成差流回路。光纖縱差保護(hù)的原理可以理解為，在電梯信號經(jīng)過保護(hù)裝置時(shí)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，借助于光纖實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信和比較。另一方面，光纖縱差保護(hù)使用雙側(cè)信號通信方式。傳統(tǒng)的電器保護(hù)措施，通常在電纜輸送電流的過程中，以一種回路狀態(tài)完成工作，如該回路的工作時(shí)長超出正常時(shí)間點(diǎn)，則會引發(fā)電力系統(tǒng)中過多的電壓負(fù)荷，降低電網(wǎng)輸出功率。相比于一般的電氣保護(hù)裝置，光纖差動保護(hù)實(shí)現(xiàn)的功能更加多樣，保護(hù)等級能夠進(jìn)一步提升，與此同時(shí)，光纖信號和數(shù)字信號的傳輸距離更遠(yuǎn)，信息容量更大，抗干擾性更強(qiáng)，有效降低事故發(fā)生概率。

3.3抗干擾和二次接地的優(yōu)化

電氣二次系統(tǒng)接地的方式主要有工作接地方式、防雷接地方式和安全接地方式這三種，其中的工作接地方式主要是確保電力系統(tǒng)能夠正常、平穩(wěn)運(yùn)行而采用的方式。防雷接地方式顧名思義，就是防止雷電對電力系統(tǒng)造成破壞而采用的接地方式。安全接地方式是為了確保工作人員在工作時(shí)不會觸電、保護(hù)工作人員的人身安全而采取的接地方式。電氣二次系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)容易受到射頻的干擾、電流短路和工作人員操作失誤的影響而無法正常運(yùn)行。因此，為了提高電氣二次系統(tǒng)的運(yùn)行效果，避免電氣二次系統(tǒng)受到各種干擾而無法正常運(yùn)行，工作人員就需要采取多種措施來提高電氣二次系統(tǒng)抗干擾的能力，比如針對電氣二次系統(tǒng)的電源線和開關(guān)，工作人員可以利用隔離變壓器等設(shè)備進(jìn)入電氣二次系統(tǒng)的內(nèi)部，將這幾部分隔離開來，避免互相干擾。

3.4安全防誤設(shè)計(jì)優(yōu)化

電力現(xiàn)在已經(jīng)成了人們生活和生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為廣泛的能源，同時(shí)電力的生產(chǎn)也已經(jīng)成了我國重要的能源經(jīng)濟(jì)支柱，在這種情況下，需要做好安全防誤工作，保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。一次設(shè)備構(gòu)成了電力生產(chǎn)的基礎(chǔ)，為了避免設(shè)備的故障，就需要安裝防誤裝置，這也是二次設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)。安全防誤裝置的設(shè)計(jì)當(dāng)中，首先需要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不得過于復(fù)雜，以免給后續(xù)維護(hù)工作的開展帶來困難;所應(yīng)用的設(shè)備需要符合專業(yè)操作需要，不得對隔離刀閘等結(jié)構(gòu)的工作構(gòu)成影響。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來看，防誤裝置主要包括了以下幾個方面：避免開關(guān)設(shè)備的誤分、誤合;避免在帶電的情況下與地線相連接;避免與帶電間隔相連;避免在帶有負(fù)荷的情況下進(jìn)行刀閘的操作;避免與接地線開關(guān)相連。

結(jié)束語

電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)是變電站規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，重點(diǎn)應(yīng)對變電站中的保護(hù)裝置、電力監(jiān)控系統(tǒng)和自動化通信系統(tǒng)等進(jìn)行可靠的設(shè)計(jì)，保證后期變電站在運(yùn)行的過程中不會出現(xiàn)較大的問題，本文所述的變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對于提高變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平具有一定的價(jià)值。

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