變電二次設計過程中的問題及解決措施

趙振綱

大理電力設計院有限責任公司

變電二次設計過程中的問題及解決措施

趙振綱

大理電力設計院有限責任公司

電力系統中，變電所作為輸配電的關鍵環節，是電網的重要組成部分。變電二次設計就是對變電站二次系統進行設計，是對一次設備的控制和保護。變電二次設計在安全可靠的基礎上應當向著操作簡單、節能環保、經濟合理的方向發展，且做到嚴格遵循國家相關規程規范的規定，滿足電力行業及電網公司對電網安全運行的要求。變電二次設計作為電力系統設計中的重要環節，關系變電所在電力系統中安全運行的水平及質量，關乎變電所及電網系統的長期安全與穩定運行，在設計中應當予以高度重視。為此電網系統對二次設計的要求及反措更加嚴苛，如果設計中變電二次考慮不周全，設計不完善，那么將會對整個變電所的安全運行造成巨大隱患，同時還有可能造成嚴重的電力安全事故，因此需對變電二次設計引起足夠地重視。

電力系統；二次系統；設計問題

1 變二次設計原則

變電設計二次設計歸根結底就是繼電保護和自動裝置與變電一次設備的配合的設計問題。繼電保護和自動裝置的功能是在合理的電網結構前提下，保證電力系統和電力設備的安全運行，其設計應以合理的運行方式和可能的故障類型為依據，并應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性四項基本要求。同時應遵循國家和電力行業的相關原則及標準，積極應用科學成熟的標準設計和典型設計，滿足電網企業對二次設計的反措要求。

2 變電二次設計中常見的問題

2.1 變電二次設計中的回路問題

在變電二次設計中，二次回路連接問題也是容易被忽略的，首先應當保證回路連接的正確性，不接錯回路，錯誤的回路將導致二次設備無法正常運行，系統的保護裝置功能也無法正常實現，這樣將會導致電阻分配不均勻，出現嚴重的誤動故障。在變電二次設計中更應該考慮到具體的工作環境的差異性與實際情況，避免一些經典的回路設計被反復利用的情況出現，應當做到因地制宜，符合電力生產部門對地區電網調度安全運行的相關要求。

2.2 二次電纜設計問題

變電二次設計過程中電纜的設計是全過程中重要的組成部分，所設計的情況在影響電纜功能發揮的同時，也會影響到其他設備的正常運行。設計人員在做電纜敷設設計時，要進行分類。動力和控制電纜不在同一層支架排列；動力電纜、控制電纜自下而上排列，其中動力電纜按電壓高低自下而上排列。隨著變電站設備的種類日趨增多，在常規變電站中的電纜連接數量大大增加，很多變電站在電纜敷設設計時存在浪費電纜、敷設混亂，導致問題不利排查，給今后站內改造和擴建造成很大的麻煩。設計人員在做電纜敷設時，應合理安排敷設路徑，避免交叉。一般說來，可供選擇的電纜排列方式有三種，即平行排列、品字形接觸排列、三角形分項排列三種。其中，平行排列為不對稱排列，極易造成三相電纜電流分布不均勻、電纜護套環流大以及外部空間磁場大等問題。而在實際工程中，由于增加電纜相間距可增加電纜額定載流量，更多會選擇品字形接觸排列或三角形分相排列方式。

3 完善變電二次設計的措施

3.1 加強二次回路設計

設計人員在做PT回路設計時，一定要確保回路有且只能有一點接地，特別應注意在做帶旁路母線的變電站設計時，對旁路PT回路由于切換原因造成PT兩點接地、PT回路在保護屏和開關端子箱兩點接地等情況要仔細分析，防止造成PT兩點接地使保護誤動。根據標準設計規范，線路保護操作箱的防跳功能應方便取消，斷路器三相不一致保護，斷路器防跳、跳合閘壓力閉鎖等功能宜有斷路器本體機構箱實現。線路兩套保護裝置每一套線路保護均應含重合閘功能，不采用兩套重合閘相互啟動和相互閉鎖方式；對于含有重合閘功能的線路保護裝置，設置“停用重合閘”壓板，“停用重合閘”壓板投入時，閉鎖重合閘、任何故障均三相跳閘。因此，溝通三跳功能完全可以通過保護裝置內部進行邏輯判斷實現，所有的外部接線都可以省略。根據國網公司最新輸變電工程通用設計要求合標準設計規范要求：線路保護應提供直接啟動失靈保護的跳閘接點，啟動微機型母線保護裝置中的斷路器失靈保護；雙母接線的斷路器失靈保護，宜采用母線保護中的失靈電流判別功能。

3.2 做好電纜的敷設和設計工作

由于電纜本身的使用特點使得其纜芯一旦暴漏在外，電纜的具體功能也將受阻，因此對電纜的外部保護也是必不可少的。目前，國內變電站在做電纜敷設時，常用的有機防火堵料中含有大量的氯化石蠟，氯化石蠟中游離出的氯離子與空氣中的水分接觸，進而生成鹽酸，這樣就會腐蝕電纜表皮和金屬；而且常用有機防火堵料封堵層較厚，電纜表面散熱相對較難，造成局部溫度過高，加劇了化學腐蝕反應。近年來，國內越來越多的采用一種新型環保的防火封堵材料，該材料不含鹵素，無腐蝕性且無毒。因此，變電站中應優先考慮采用這種不含鹵素，無腐蝕性且無毒的環保封堵材料，對電纜和金屬管道不會造成腐蝕性破壞。

3.3 嚴格遵循變電設計原則

變電站在設計過程中：①要考慮的是國家既定方針，一定要達到電力行業的標準，電力系統的運行符合國家法律法規，在保證人生安全、供電可靠，確保設計質量的前提下引進先進的技術。②應當積極主動的提升變電站的自動化水平，并且考慮節能環保、經濟合理和維護方便，將可持續發展考慮到設計要求里，并嚴格貫徹執行。因為變電所的設計要占用一定的土地面積，同時因為電力系統的特殊性，所以在設計過程中，環境保護以及土地流失也是一定要考慮到的關鍵坐在，一定要在確保各項參數指標都達標的基礎上展開工作。

總而言之，近年來我國的科技發展為電力系統的新技術的研發提供了有利的支持，使得電力系統的運行實現了自動化，達到高效、安全、穩定運行的目標，先進的繼電保護設備得以不斷應用，進而促進了電力系統的健康發展，不斷加強二次設計工作，提升設計準確性、科學性、先進性，將在未來的電網設計中產生巨大的影響。

[1]吳小云.對變電二次設計過程中的問題探討[J].中國新技術新產品，2013，08：145-146.

[2]周鐳.變電二次設計過程中的問題及解決措施[J].低碳世界，2017，08：77-78.