對變電二次設計過程中的問題探討

吳小云

（佛山市辰譽電力設計咨詢有限公司，廣東 佛山 528000）

1 二次設備選型問題

1.1 零序保護

在110kV及以上電壓等級的系統(tǒng)中，單相接地故障占總故障的90%以上。線路保護中快速切除單相接地故障的保護一般采用零序電流保護。零序電流保護中一般采用零序電流3Io和零序電壓3Uo構成的方向元件。

1.2 母絨電壓切換

在雙母線接線的變電站中，每個間隔距離保護所需的二次母線電壓和直流電源均通過相應運行的母線側隔離刀閘的輔助接點進行二次切換。如果隔離刀閘的輔助接點在運行過程中接觸不好或是在母倒過程中切換不到位，就會使距離保護失壓，極有可能造成距離保護誤動作。為此部分廠家將電壓切換箱內(nèi)的切換繼電器改為雙位置繼電器，有效地解決了這個問題，如圖1。當斷路器在I母運行時，I母刀閘常開接點閉合（I母常閉接點斷開），雙位置繼電器動作線圈帶電，ZJ1的常開接點閉合，保護裝置采用I母電壓。運行中當I母刀閘常開接點接觸不好時，ZJ1動作線圈失電，但ZJ1的常開接點不會返回，因為它只有在I母刀閘拉開，常閉輔助接點閉合，ZJ1復歸線圈帶電時，ZJ1的常開接點才會返回。以上動作原理能充分保證母線刀閘在正常運行中或倒母切換中距離保護不會失去母線電壓，有效地防止了保護誤動作。

2 設計要與反事故措施緊密結合

反事故措施（以下簡稱反措）是運行生產(chǎn)部門多年來在眾多事故和經(jīng)驗的基礎上提煉出來的技術結晶。設計人員必須認真學習領會，并在設計過程中靈活應用。下面結合幾起典型事故，說明設計與反措結合的重要性。

某110kV變電站事故前l(fā)1OkV，35kV，1OkV母線為單母運行方式，1#主變運行，中性點不接地。1OkV配電室內(nèi)的主變進線柜中的開關與CT（CT裝在開關與l刀閘問）之間發(fā)生相問短路。主變低壓側后備保護動作，但由于主變開關開斷不徹底而沒有切斷短路電流。由于故障點在主變差動保護區(qū)外，而高壓側復合電壓閉鎖過流保護靈敏度不夠，故差動保護和高壓側后備保護也未動作。在1OkV柜內(nèi)放電起弧期間，開關柜所帶的高電位經(jīng)開關柜內(nèi)燒焦裸露的控制電纜直接竄人了控制室內(nèi)的交直流回路，致使直流屏總回路導線對屏柜螺栓多處放電，導致全站直流消失。由于故障不能切除，持續(xù)的短路電流使主變繞組過熱，造成高壓繞組接地，從而使上一級開關的零序保護動作跳閘，最終將短路電流切斷。

事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)造成零序保護拒動的原因為電互感器二次多點接地。反措中要求變電站中所有電壓互感器的中性點必須連在一起后一點接地，接地點宜選在主控室中央信號屏上，而且主繞組的中性線和開口三角零序電壓的中性線必須分別引入主控室，不得合用一根電纜芯。由于存在多點接地，大電流接地系統(tǒng)中線路單相接地時，部分一次故障電流通過地網(wǎng)流過場地到主控室的零序電壓中性線，使接人保護裝置的零序電壓的相位和幅值發(fā)生較大的隨機性變化，從而導致零序保護拒動或誤動，造成事故擴大。因此設計人員必須要注意避免此類問題再次發(fā)生，尤其是在變電站增容的設計過程中更要注意。

3 二次設計需注意的細節(jié)問題

在變電站的二次設計中，細節(jié)問題容易被忽略，而有些細節(jié)問題是致命的，它可能在調(diào)試過程中未被發(fā)現(xiàn)，也可能運行很長時間也不會出現(xiàn)異常，但是極有可能在事故過程中起到推波助瀾的作用。因此設計人員必須在設計中不斷積累經(jīng)驗，重視細節(jié)，否則將會給沒備運行帶來嚴重的后果。

3.1 二次電纜的相關問題

二次電纜設計時要根據(jù)二次回路的重要性安排電纜的走向。比如在有的設計中設計人員圖省事，在主變瓦斯繼電器的回路中采用一根電纜，但是實際上主變本體上有主瓦斯和有載瓦斯兩個瓦斯繼電器，而兩個繼電器不在一處，使用一根電纜會造成部分電纜芯外露，盡管安裝時會采取防護措施，但是防護措施畢竟不如電纜的改裝保護耐用，時間一長就會造成電纜損傷，雨雪天氣容易引起盲流接地，甚至保護誤動。因此沒計時應考慮一個單獨沒備采用單獨電纜，這樣就可以避免出現(xiàn)以上問題。

3.2 防止二次寄生回路

“由不同熔斷器供電或不同專用端子對供電的兩套保護裝置的直流邏輯同路間不允許有任何電的聯(lián)系，如有需要必須經(jīng)空接點輸出。”如采用微機型裝置，則涉及到開關量輸入輸出問題。微機裝置如需和外部保護發(fā)生聯(lián)系，外部保護的無源空接點經(jīng)過本裝置的光電梢合隔離器件經(jīng)人本裝置；外部保護需要和本裝置發(fā)生聯(lián)系時，本裝置的無源空接點經(jīng)過外部裝置的光電耦合隔離器件經(jīng)人外部保護裝置。總之，保護裝置無論是內(nèi)部還是外部的任何回路必須全部采用本裝置的內(nèi)部電源。外部聯(lián)系回路只能是無源的，否則會造成不同電源之間的寄生回路，造成電源損壞。

3.3 部分典型設計回路并非一成不變

多年來常規(guī)保護設計積累了大量典型設計方案，但是隨著微機型二次裝置、綜合自動化系統(tǒng)和新型一次設備的大量應用，許多典型設計回路需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況作相應變更。以變壓器過流閉鎖有載調(diào)壓回路為例進行說明。常規(guī)變壓器保護設計中，用過流保護電流繼電器的常閉接點串人有載調(diào)壓操作回路的公共回路實現(xiàn)調(diào)壓閉鎖目的。當變壓器過流時。過流繼電器動作（由于復合電壓繼電器正常情況下不動作。過流保護不會出口），常畢接點斷開，從而使有載調(diào)壓回路暫時失靈作用，從而實現(xiàn)過流閉鎖有載調(diào)壓的目的。隨著綜合自動化系統(tǒng)的大量應用，微機保護巾的過流閉鎖調(diào)壓繼電器普遍采用小型化繼電器。有的甚至是集成塊式繼電器，有的接點并不是常規(guī)意義上的接點。而是通過光電隔離器形成的接點，這些接點和常規(guī)電流繼電器的接點相比普遍存在斷弧容量小的缺點，實際運行過程中時常出現(xiàn)接點甚至是繼電器燒損的情況。為了解決這個問題，可以設計這樣一個回路，用過流閉鎖凋壓上常輸出接點啟動一個新安裝的小型化直流接觸器，然后由接觸器的常開接點串入有載凋壓操作回路的公共回路實現(xiàn)調(diào)壓閉鎖。這個回路的改動僅解決了小型化繼電器接點短弧容帚小的問題，而且避免了交流動同路直接進入微機保護裝置而造成的強電磁干擾。

結語

總之，隨著綜合自動化系統(tǒng)、微機型繼電保護裝置和高頻開關電源等新型技術在電力系統(tǒng)的不斷應用，給二次系統(tǒng)的設計、維護和運行帶來了極大的便利，但是電力系統(tǒng)運行環(huán)境未變，對二次設備的要求反而越來越高。二次回路設計既要把握重點，又要重視細節(jié)。使二次系統(tǒng)真正成為電力系統(tǒng)的安全屏障。

[1]劉貴水，趙逢榮.變電二次設計相關問題探討[J].科技資訊，2008（19）.

[2]張曉亮，李江龍.談變電二次設計過程中的細節(jié)問題[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2006（24）.