電氣二次設計中的問題與有效措施分析

摘要：二次系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，但隨著系統(tǒng)的復雜，設計愈發(fā)困難。文章從安全防誤、繼電保護、光纖縱差保護等幾方面對電氣二次設計的問題進行了分析，以提升電網安全性。

關鍵詞：電氣二次設計；繼電保護；二次接地；電壓互感器

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）15-0035-01

一次設備是電力系統(tǒng)的基礎，隨著用電需求的增長，線路日益密集，設備頻繁更新，對電力運行的安全性提出了更高要求。二次設備包括繼電器、電流/壓表、自動裝置等，主要是對主線路一次設備進行監(jiān)測保護，并予以適當的調整。二次設備的整體性能及工作能力，直接決定著一次設備運行的安全程度，進而影響到整個電力系統(tǒng)的運行。因此，必須提高電氣二次設計的科學性。由于電力系統(tǒng)越來越復雜，實際二次設計中常會出現(xiàn)各種問題，對此必須加強重視。

1安全防誤

電力系統(tǒng)與人們的生活息息相關，在國民經濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。作為其基礎支撐，一次設備的安全顯得尤為關鍵。為防止一次設備發(fā)生故障，應安裝有防誤裝置，結構盡量簡單設計，便于檢修維護；符合設備操作要求，有專用鑰匙；質量合格，符合國家標準；不會對隔離刀閘和開關等設備的性能造成重大影響。防誤裝置主要涉及以下5個方面：①防止誤分、誤合開關；②防止帶電掛接地線；③防止誤入帶電間隔；④防止帶負荷拉、合隔離刀閘；⑤防止帶接地線合開關。為滿足這些要求，應做好防范準備，在電氣設備上安裝閉鎖裝置等，以降低誤操作的出現(xiàn)率。

隨著技術設備的更新，人為因素成了維護電力安全的重要因素，所以在當前新形勢下，首先應對防誤裝置加以有效管理，派有專門負責人，同時建立相關臺賬，詳細記錄各種防誤裝置的故障發(fā)生率。根據實際狀況，明確運行的操作程序，合理制定維修制度，并將責任積極落實。包括鑰匙保管等其他工作均要做到位，進而提升防誤裝置的完好率；其次，擴大管理范圍，將電動刀閘操作箱納入其中，電動按鈕及合閘中間的繼電器必須做好誤碰的防范工作，若電動刀閘沒有安置電氣閉鎖，在操作結束后務必要將操作電源斷開，且必須有獨立的控制開關；此外，機構類型不同，或隔離開關的電壓等級不同，其特點也各有差異，在采取防范措施時需具體而定。

2繼電保護

電網若要安全運行，離不開繼電保護。繼電保護系統(tǒng)具有靈敏性、可靠性、選擇性和速動性，包括測量元件、邏輯環(huán)節(jié)以及執(zhí)行輸出三大部分。它能夠對各項元件所處的狀態(tài)做出快速準確的判斷，若有故障發(fā)生，能夠自動將故障設備切除，防止故障擴大，損害到其他設備，同時可自動發(fā)出報警信號提醒值班人員。相關調查顯示，在近些年眾多重大停電事故的原因中，保護誤動、保護拒動、電網大范圍潮流轉移時的保護連鎖動作占了很大比例。從實際中可知，一旦繼電保護裝置失靈，勢必會對電力系統(tǒng)的安全運行造成不利影響。保護系統(tǒng)中存在的隱形危險極易引起大范圍連鎖性故障，而二次回路隱性故障可以通過一定的措施預防。如引進具有自診斷功能的先進保護設備，對其運行狀況進行實時監(jiān)測；制定可行的制度并予以落實，同時加強設備安全管理；提高工作的人員的綜合素質，做好檢修維護工作，能夠熟悉使用設備；詳細記錄每次故障的原因及解決措施等，以減輕隱形故障的危害。

3光纖縱差保護

光纖縱差保護屬于差動保護的一種，但具有特殊性，與一般的差動保護有所區(qū)別。一般的差動保護主要是比較兩側的電流差，通過電纜線形成差流回路。如果回路太長，則會增大二次回路的負荷，以至于輸入功難以充分發(fā)揮作用。而光纖縱差保護指的是當電氣信號從兩側通過時，會轉換成數字信號，通過光纖完成雙側通訊，然后對兩側的電氣量加以對比，以保護線路。該方式可解決一般差動保護不可解決的問題。另外，光纖差動保護是數字信號的傳輸形式，傳輸信息量大、中繼距離長，而且損耗小，具有極好的抗干擾性。

光纖縱差保護通過對地線負荷光纜OPGW等電網專有資源的應用，在電力系統(tǒng)中起著較好的保護作用。在二次設計中應考慮的重點是：SDH光纖通道自愈環(huán)切換需要一定的時間，通常是在50 ms內，這意味著光纜斷裂會導致回路出現(xiàn)50 ms的死區(qū)。為實現(xiàn)光纖縱差保護的目的，在電氣二次設計中，有必要使用兩套縱聯(lián)保護的兩個完全獨立的通道傳送，對于縱聯(lián)保護通道通常使用OPGW光纖通道。

4二次接地與抗干擾

關于二次系統(tǒng)的接地方式，主要可分為以下3種：①工作接地，主要是為維護系統(tǒng)正常運行而設置的。如在110 kV或以上電力系統(tǒng)中采用中性點接地的運行方式，以降低電力設備的絕緣水平；②防雷接地，主要是為了防止雷電帶來的危害，而安裝避雷針等防雷設備，并配以相應的接地裝置，當雷電發(fā)生時必將雷電流引入地下；③安全接地，主要是為了保證人們的生命安全。

對二次系統(tǒng)形成干擾的因素包括雷電干擾、電磁耦合干擾、誤操作干擾、射頻干擾，以及由短路電流和部分元件引起的干擾。這些干擾因素會影響到二次系統(tǒng)的保護性能，為減少干擾危害，在設計時需采取相應的抗干擾措施。從兩方面進行分析：①隔離。通過對保護裝置與外界連接的線路進行隔離來防止干擾，如輸入輸出開關量、電源線等，經過隔離變壓器或光電隔離進入裝置內部。前者主要通過專用變壓器將一次、二次側的交流回路隔離，后者則是利用光電耦合器將外部的開關量信號及開關量輸出與內部電氣回路隔離；②屏蔽。是指利用具有良好導電性的全封閉金屬殼體對電磁干擾進行隔離，或削弱其作用。以微機保護殼體為例，可將核心數字部件、A/D轉換器等器件安裝在內屏蔽殼體內，以起到屏蔽效果。另外，磁場屏蔽、電場屏蔽等方式均是較為常用的屏蔽方式。

5電流電壓互感器的選擇

電流互感器及電壓互感器主要是為繼電保護、測量和儀表提供一次電流和電壓的信息。互感器的二次參數應與其特性和要求相適應，直接影響著繼電保護的安全性及測量精度。隨著電子技術的進步，微機保護的應用越來越多，以往的電磁式儀表也被數字式電子測量表代替，所以對互感器制造及參數選擇提出了新的要求：①測量用互感器只有負載25%~100%時，才能保證其精度；②隨著電網規(guī)模的擴大，計費用表記精度應達0.2 S級，交流采樣精度也應大0.2 S級，所以互感器的精度應達到0.1級。

6結語

二次系統(tǒng)在電網中的作用不容忽視，其是否可靠直接關系到一次系統(tǒng)及整個電網的安全運行。在實際設計時務必要加強重視，仔細分析其影響因素，針對設計中出現(xiàn)的問題，應及時采取有效措施加以解決。

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