变电二次设计过程中的问题探讨莫紫海

变电二次设计过程中的问题探讨莫紫海

莫紫海

(新疆鑫源能电力设计院有限公司新疆乌鲁木齐830000)

摘要：近年来由于继电保护和直统系统二次设计的不精细、不完善等问题的出现，使得电力系统和重要设备损坏事故时有发生。为了确保变电站以及相关电力系统的正常合理运行，本文就变电二次设计中一些值得关注的问题进行分析，旨在为我国电力事业的发展提供参考。

关键词：变电二次设计；问题；对策

引言

变电二次设计属于继电保护和自动装置的混合配置的设计问题。在继电保护和自动装置功能的合理配合下，电网结构和电力系统电力设备的安全运行是由运行方式和合理故障类型为依据的，应选择可靠性、灵敏性、机动性这些基本要求的保护装置来进行配合。同时在遵循国家和电力行业的相关原则和标准下，积极运用科学成熟的标准和设计运行，在满足电网企业对二次设计的要求情况下，对变电设备进行保护。

一、变电二次设计中存在的问题

1、电缆问题

变电二次设计中最易忽略的便是二次电缆问题，而设计期间最关键的便是二次回路的特殊性。一般情况下，二次电缆走向符合弱电以及二次强电参数，且主要将二次回路作为设计重点。但随着变电站设备的种类日趋增多，在常规变电站中的电缆连接数量大大增加，很多变电站在电缆敷设设计时存在浪费电缆、敷设混乱，导致问题不利排查，给今后站内改造和扩建造成很大的麻烦，降低二次电缆使用的持久性与稳定性。当处于恶劣的天气时，损伤的电缆还可能会发生自流接地等故障，为此，在二次电缆设计过程中应充分考虑此种情况，从而可以正确使用电缆线数。

2、回路问题

二次回路问题也是变电二次设计中容易被忽略的问题，如果直接将回路连接至电源，则会导致回路无法正常运行，也无法实现装置的正常保护功能，以致因电阻分配不均而发生误动问题。为此，在实际变电二次设计中，设计人员应充分考虑当地的工作环境，并切实考虑环境之间的差别，以避免出现经典回路被反复使用。随着当代电力系统的快速发展，各种设备装置也在加速革新，以往经典的回路设计案例已经无法满足当前的电力系统，一旦出现电力系统的自动更新情况，经典回路也无法满足实际需求，为此工作人员应在结合现场实际情况的基础下调整设计方式，做到具体问题具体分析。

二、变电二次设计对策

1、二次电缆走向设计

二次电缆是变电二次设计中的重要物资，而二次电缆的物资申报一般都在施工图设计完成后，此时距离变电站投产一般仅剩3-6个月的时间，所以二次电缆的申报、采购和敷设进度会直接影响到变电站能否按时投产。而二次设计过程中一般不会提供有关二次电缆走向的设计图纸，这就会造成施工时电缆敷设走向与设计统计时电缆走向不一致，可能会出现电缆长度不够或多余的情况。剩余过多电缆会造成资源浪费，电缆缺少又会影响施工及投产进度，故二次设计时应提供电缆走向图，并尽量优化电缆走向，减少二次电缆数量，既要保证施工需要又要减少资源浪费。

2、加强二次回路设计

设计人员在做PT回路设计时，一定要确保回路有且只能有一点接地，特别应注意在做带旁路母线的变电站设计时，对旁路PT回路由于切换原因造成PT两点接地、PT回路在保护屏和开关端子箱两点接地等情况要仔细分析，防止造成PT两点接地使保护误动。根据标准设计规范，线路保护操作箱的防跳功能应方便取消，断路器三相不一致保护，断路器防跳、跳合闸压力闭锁等功能宜有断路器本体机构箱实现。线路两套保护装置每一套线路保护均应含重合闸功能，不采用两套重合闸相互启动和相互闭锁方式；对于含有重合闸功能的线路保护装置，设置“停用重合闸”压板，“停用重合闸”压板投入时，闭锁重合闸、任何故障均三相跳闸。因此，沟通三跳功能完全可以通过保护装置内部进行逻辑判断实现，所有的外部接线都可以省略。根据国网公司最新输变电工程通用设计要求合标准设计规范要求：线路保护应提供直接启动失灵保护的跳闸接点，启动微机型母线保护装置中的断路器失灵保护；双母接线的断路器失灵保护，宜采用母线保护中的失灵电流判别功能。

3、装设过电压防护装置

内部防雷系统主要是对过电压（雷电过电压和操作过电压等）的防护，其目的是阻挡沿电源线侵入的过电压，并限制被保护设备上过电压的辐值。暂态过电压防护装置以快速的响应时间和有效性将雷电过电压和操作过电压抑制到设备能承受的水平，这是外部防雷系统无法做到的。为了实现内部防雷，不仅要在变压器低压侧装设过电压保护器，还需在设备的入口处以及其间某些环节上设置多层次的保护器来逐步降低过电压水平。其中，变压器低压侧保护器的作用除降低过电压值外，还需大量泄放雷电涌流；而设备处的保护器的作用则是最后将雷电和操作过电压残值限制到安全值以下。

4、系统继电保护

继电保护设备是保证系统安全和一次设备可靠运行的关键装置之一。当电力系统和设备发生故障时，继电保护设备应可靠准确快速切除故障，保证系统的设备的安全发供电，减少或缩小电力系统大面积停电和重要设备的损坏；当系统发生工况异常，继电保护设备可及时发现异常并发出信号，供运行人员及时处理或由装置自动调整或毁除异常情况，保护其他设备的继续运行。

继电保护装置应满足可靠性、选择性、快速性和灵敏性要求。目前，对继电保护配置方案，各区域电网除执行GB14285《继电保护和安全自动装置技术规程》外，均有各区域相适应的指导性的配置规范，其中有较大区别的内容有以下六点：

（1）220kV及以上系统双重化配置的线路、变压器和母线保护应采用不同厂家的设备。

（2）新建、改造厂站的保护装置与继电保护信息系统子站及站内自动化系统的接口宜采用符合IEC61850标准的规约，并具有完善的自我描述功能。

（3）500kV线路原则上配置两套光纤电流差动保护。

（4）集成式保护装置推广应用，500kV线路保护宜集成过电压及远方跳闸功能，当线路纵联保护采用光口方式时，过电压及远方跳闸保护与纵联保护共用光口。220kV线路保护宜集成有断路器三相不一致保护和过流保护功能。

（5）220kV线路双重化配置的两套保护配置各自独立的电压切换装置。

（6）220kV母线应按双重化原则配置两套母线差动保护和失灵保护，母线保护配置的断路器失灵保护具有失灵电流判别功能。

5、加强对母线电压的切换设计

一般来说，为了实现变电系统的运行方式的切换，在实际的母线联系中，多会采用双母线的形式，即可以为不同的电源和电压提供不同的母线保护。这样还可以实现辅助点的加设来实现状态的转换，因此有关设计人员应该充分的考虑这一情况。为了实现双母线同整个系统的正常连接，避免要使用特殊的继电器，也就是说传统的继电器不能够满足两种母线的同时接入，应该使用双位置继电器，设计人员必须要注意到一个母线增加可能导致的各种细节上的改变和调整。

结语

我国科学技术的飞速发展为电力系统技术带来了新的发展方向，并开始实现节能环保、操作简单以及经济合理。变电二次设计过程中代表对设备进行控制与保护，直接影响着变电系统的安全性与稳定性，为此实际操作中应严格遵循国家的相关规定，并在结合现场实际情况的前提下，分析问题的具体原因，做好精准工作，以确保电力系统的正常运行。

参考文献:

[1]王莉.探究变电二次设计过程中要注意的细节[J].通讯世界，2016（18）：113-114.

[2]张秋莉.新形势下变电二次设计过程中的问题分析[J].科技展望，2015（29）：77.

[3]庞海燕.探究变电二次设计过程中要注意的细节[J].科技创新与应用，2015（11）：171-172.