電氣二次設(shè)計常見問題探討

黃敏麗

摘要：一次系統(tǒng)設(shè)備在電力系統(tǒng)中處于基礎(chǔ)地位，二次系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是通過對一次設(shè)備的監(jiān)控，提升電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。發(fā)電工程，電能輸配設(shè)備，自動化系統(tǒng)，繼電保護裝置和安全閉鎖裝置是現(xiàn)代電力工業(yè)技術(shù)的主要組成方面。在電力行業(yè)不斷創(chuàng)新與發(fā)展的過程中，對發(fā)電裝置的發(fā)電能力及輸配電設(shè)備的可靠性要求不斷提高，因此，對自動化系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性及繼電保護和安全保護的保護能力的要求也隨之不斷提升。隨著我國用電量的不斷提升，電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度和線路密集程度不斷提升，通過優(yōu)化電氣二次設(shè)計，為電力系統(tǒng)的安全運行提供必要保障是現(xiàn)階段研究的熱點。本文針對現(xiàn)階段電氣二次設(shè)計中的常見問題，提出了相應(yīng)的改進措施，對實際工程實施具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電氣;二次設(shè)計;常見問題

中圖分類號： TM63? ? ? ? ?文獻標識碼：A

1 電氣二次設(shè)計概述

和電氣一次系統(tǒng)設(shè)計相比，電氣二次設(shè)計需要考慮到的因素也較多，如變電站中涉及的一次設(shè)備及其運行特點、技術(shù)經(jīng)濟指標等。電力系統(tǒng)中涉及到多種二次系統(tǒng)保護裝置，各個保護系統(tǒng)之間應(yīng)能實現(xiàn)協(xié)調(diào)運行，并且各套保護之間應(yīng)相互配合。如主變成套繼電保護裝置，線路保護裝置和故障錄波器等，各套保護之間應(yīng)協(xié)調(diào)運行，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。整個二次系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電力一次系統(tǒng)的可靠保護，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，也可以通過分析各套二次系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)進行故障的綜合判斷，這樣得到的信息也較為全面，也能夠為今后處理類似的故障問題積累一定的經(jīng)驗。加強電氣二次系統(tǒng)中的保護設(shè)計，可以保證當(dāng)變電站中出現(xiàn)故障時，保護能夠可靠動作切除故障。

2 影響保護動作可靠性的因素

在分析提高繼電保護裝置的動作可靠性的方法及措施之前，首先需要分析影響繼電保護裝置的運行可靠性的因素，在對影響因素分析的過程中，應(yīng)著重從多個角度進行分析，確保各個方面都能準確得到覆蓋。

在電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計中，配置的保護數(shù)量，對于后期變電站的運行安全也具有重要的影響。此外對于繼電保護裝置中下灌的整定值，首先應(yīng)加強對整定值的計算，保證整定值的準確。其次，應(yīng)準確對計算出的整定值進行下灌，隨著繼電保護裝置運行時間的變長，應(yīng)對保護裝置中的整定值進行核查是否與定值單中的計算結(jié)果相符。

對于變電站中的電力運行監(jiān)控系統(tǒng)，首先應(yīng)保證運行監(jiān)控系統(tǒng)能夠安全運行，不出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓等問題，其次應(yīng)加強對電力運行監(jiān)控系統(tǒng)的使用，及時發(fā)現(xiàn)繼電保護裝置存在的缺陷。若繼電保護裝置出現(xiàn)問題，則在變電站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)中可以加以反映。以上環(huán)節(jié)中都有可能會影響繼電保護裝置的運行可靠性。

3 安全防誤設(shè)計

從實際應(yīng)用的角度來分析，電氣二次設(shè)計中的安全防誤主要包括以下幾個方面：（1）應(yīng)降低開關(guān)設(shè)備誤合和誤分的概率;（2）盡量避免帶電間隔連接;（3）不允許設(shè)備在帶電情況下與地線相連;（4）在有負荷的情況下，避免刀閘的相關(guān)操作;（5）接地線與開關(guān)應(yīng)避免連接;（6）安裝相應(yīng)的閉鎖裝置。隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電力維護工作的技術(shù)含量及操作復(fù)雜度也日益提升，相應(yīng)的對于電力設(shè)計和維護人員綜合素質(zhì)要求不斷提高。從現(xiàn)階段我國電網(wǎng)的工作特點和運行狀況來分析，防誤裝置的管理力度和操作人員的操作水平是亟待提高的方面。為此建議完善管理日志制度，對關(guān)鍵設(shè)備實行定期檢修制度，落實工作責(zé)任制。如果在電氣二次設(shè)計中，電動刀閘位置沒有設(shè)計電氣閉鎖結(jié)構(gòu)，則應(yīng)在每次操作后切斷電源。

4 繼電保護設(shè)計

繼電保護措施是否得得當(dāng)直接影響電網(wǎng)運行的安全性，同時繼電保護措施及設(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)行元件是繼電保護系統(tǒng)中最重要的三個部分。繼電保護通常包括元器件的繼電保護和系統(tǒng)繼電保護兩方面，繼電保護裝置的基本職責(zé)包括以下三方面，首先，繼電保護裝置應(yīng)在電網(wǎng)運行過程中及時判斷其工作狀態(tài)，在故障發(fā)生的第一時間，將與之連接的設(shè)備切斷，盡可能的控制事故范圍，同時保證電力系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)不受影響。其次，實時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人員前來處置，降低電力系統(tǒng)維護時間。最后為提升繼電保護裝置的可靠性，可在原有基礎(chǔ)上設(shè)計一套雙重配簧，其中切斷電路的自動化操作程度。統(tǒng)計近一段時期我國發(fā)生的停電事故，大范圍保護連鎖和保護拒動引發(fā)的占比非常高。一旦繼電保護裝置存在問題或發(fā)生故障，則電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及安全性將大大降低，一旦發(fā)生故障可能引發(fā)大范圍的停電事件。為此建議采用具有自我診斷功能的保護設(shè)備，及時監(jiān)控自身運行情況;同時完善現(xiàn)有的管理制度，制定詳細的故障處置應(yīng)急預(yù)案;在每次檢修之后，進行階段性的總結(jié)和匯報。同時如果在一套系統(tǒng)中使用不同廠家提供的繼電保護裝置，應(yīng)當(dāng)準備兩套圖紙，以減少后期運維過程中的問題。

5 智能變電站中電氣二次設(shè)計分析

智能變電站電氣二次設(shè)計原則，首先，電氣二次設(shè)計應(yīng)嚴格遵循變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)范和智能變電站即便保護技術(shù)標準等相關(guān)要求，其次，在保證各設(shè)備安全運行的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)站控層、監(jiān)控層關(guān)鍵設(shè)備之間的信息傳輸，最后，電氣二次設(shè)計不應(yīng)妨礙智能變電站對于數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)可以通過專用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂平K端。為此分析研究智能變電站二次設(shè)計的主要技術(shù)手段包括以下方面。（1）保護裝置配置。變電站中的每臺普遍電器應(yīng)配備兩臺變壓器，在低壓側(cè)與高壓側(cè)建議分別設(shè)置一個操作箱，以完成高低壓側(cè)斷路器的閉合和斷開操作，推薦使用主控合一的模式，主保護應(yīng)使用瓦斯保護和差動保護相結(jié)合的方式，兩者共同動作完成變壓器兩側(cè)斷路器的瞬時跳開作業(yè);后備保護應(yīng)設(shè)置在高壓側(cè)，建議使用復(fù)合電壓閉鎖過流保護和間隙過濾保護方式，設(shè)置不同的挑開保護時限。此外變壓器本體保護建議設(shè)置分段保護裝置。（2）優(yōu)選智能設(shè)備。智能變電站電氣二次設(shè)計中的智能設(shè)備應(yīng)符合IEC61850標準的要求，并依據(jù)建設(shè)地設(shè)備的經(jīng)驗條件，著重考慮智能開關(guān)和電子式互感裝置，在選擇中應(yīng)著重注意以下3點，首先智能開關(guān)的選擇應(yīng)選擇，滿足智能控制的開關(guān)模式，同時具備有強大的在線監(jiān)測能力，能夠提供相應(yīng)的數(shù)字化信息。其次，智能設(shè)備與智能終端的連接過程中，應(yīng)當(dāng)滿足智能變電站基本運行要求的前提下，提供相應(yīng)的數(shù)字化支撐，但應(yīng)考慮該種模式的費用成本。最后，電子互感器主要有無源性互感裝置和有源性互感裝置兩種類型，低功率線圈和電磁式電流互感器屬于有源性互感裝置，其最主要的特征是能夠?qū)崿F(xiàn)電子電路和電源的匹配，最大化的解決電源穩(wěn)定性方面的問題。而無源性護管裝置造價較高，使用較少。

結(jié)束語

電氣二次系統(tǒng)設(shè)計是變電站規(guī)劃設(shè)計中的重要內(nèi)容，重點應(yīng)對變電站中的保護裝置、電力監(jiān)控系統(tǒng)和自動化通信系統(tǒng)等進行可靠的設(shè)計，保證后期變電站在運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)計方法對于提高變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計水平具有一定的價值。

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