變電站戶外端子箱規(guī)范化探討

鄒超勛

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司陽(yáng)江供電局，廣東陽(yáng)江529800）

0 引言

目前變電站設(shè)計(jì)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，二次系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備、二次回路也有了相應(yīng)規(guī)范和接線標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用對(duì)于提升繼電保護(hù)運(yùn)行、管理水平，降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平，減少繼電保護(hù)“三誤”事故起了重要作用。但變電站戶外端子箱作為一次設(shè)備與保護(hù)、測(cè)控裝置間不可或缺的連接設(shè)備，卻一直沒(méi)有相應(yīng)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，造成各設(shè)備廠商生產(chǎn)的端子箱內(nèi)部配置和功能都不盡相同，給運(yùn)行管理和維護(hù)帶來(lái)了各種不便。

1 變電站戶外端子箱介紹

高壓場(chǎng)地的戶外端子箱主要有開關(guān)端子箱、PT（TYD）端子箱、主變本體端子箱三大類。戶外端子箱按間隔設(shè)置，如每一開關(guān)間隔、每一PT間隔、每一主變間隔都分別設(shè)置一個(gè)端子箱。

戶外端子箱作用和地位相當(dāng)重要，它作為一次設(shè)備與保護(hù)、測(cè)控裝置間不可或缺的連接設(shè)備，其內(nèi)部包含有保護(hù)電流回路、刀閘操作及信號(hào)回路、交直流電源回路及加熱除濕回路等，還有眾多的按鈕、轉(zhuǎn)換把手、空氣開關(guān)及繼電器等元器件。

由于戶外端子箱工作在戶外，不可避免地常年受自然條件的影響，工作環(huán)境可以說(shuō)相當(dāng)惡劣。特別是在沿海地區(qū)的春夏季，空氣濕度高，鹽分高，潮濕和高溫將不可避免地影響到端子箱內(nèi)部，如果端子箱內(nèi)部的除濕裝置故障，會(huì)造成內(nèi)部接線和元器件銹蝕老化，如密封不好，還會(huì)滲水及爬進(jìn)壁虎等小動(dòng)物，導(dǎo)致二次回路出現(xiàn)短路跳閘、絕緣降低、直流接地等故障，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)危害。為確保證戶外端子箱內(nèi)部環(huán)境良好，運(yùn)維人員對(duì)其巡查可以說(shuō)花了相當(dāng)多的人力、物力。所以，戶外端子箱產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，很大程度上會(huì)影響到日后的運(yùn)維工作。

戶外端子箱的內(nèi)部設(shè)計(jì)和配線各廠家也不盡相同，二次回路端子排在功能上沒(méi)有合理分區(qū)，在命名上不統(tǒng)一、不規(guī)范。各回路功能或接線不能一目了然，帶來(lái)了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)維人員在現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)，往往要花大量時(shí)間來(lái)核對(duì)圖紙資料。

2 目前變電站戶外端子箱的缺點(diǎn)

（1）端子排布置不合理。端子排布置沒(méi)有按“功能分區(qū)，端子分段”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，如CT回路、刀閘控制回路、信號(hào)回路等功能沒(méi)有明顯分區(qū)分段，各功能接線不能一目了然。存在交直流混排，操作、信號(hào)、閉鎖回路混搭，走線混亂等問(wèn)題，在驗(yàn)收或故障處理時(shí)都需耗費(fèi)繼保人員大量時(shí)間精力去核對(duì)端子排接線，明顯增加了繼保人員作業(yè)難度和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）端子排分段命名沒(méi)有規(guī)范化。端子排分段沒(méi)有按具體功能進(jìn)行命名，如CT回路端子排段應(yīng)命名為ID，信號(hào)端子排段應(yīng)命名為YX，大多數(shù)端子箱只是按列簡(jiǎn)單命名為1P、2P或1X、2X等，不能直觀地顯示端子排功能。

（3）箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。端子箱設(shè)計(jì)過(guò)于緊湊，內(nèi)部空間窄小，元件位置不利于維護(hù)，繼保人員作業(yè)活動(dòng)范圍受限，會(huì)有誤碰其他回路的風(fēng)險(xiǎn)。這種現(xiàn)狀給繼保和運(yùn)維人員在驗(yàn)收、維護(hù)及試驗(yàn)工作中帶來(lái)了諸多不便和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）沒(méi)有明確IP防護(hù)等級(jí)，箱體耐久性不足。一些廠家為節(jié)省成本使用較差材料，端子箱運(yùn)行一段時(shí)間后，出現(xiàn)箱體密封性不好、門板脫落、把手生銹、進(jìn)水漏水等問(wèn)題，導(dǎo)致內(nèi)部線路及元件起霉、生銹腐蝕，使回路接觸電阻過(guò)大或絕緣降低，會(huì)造成開關(guān)拒動(dòng)或直流接地等嚴(yán)重影響設(shè)備安全運(yùn)行的故障。

（5）箱體內(nèi)環(huán)境控制手段不足。例如箱體內(nèi)只有一個(gè)簡(jiǎn)單的溫濕度傳感器和加熱裝置；熱源功率不匹配，功率過(guò)大或過(guò)小；位置放置不合理，如離導(dǎo)線過(guò)近燒傷導(dǎo)線。

（6）箱體內(nèi)的元器件如TYD電壓繼電器，型號(hào)不一，導(dǎo)致備品備件管理困難。

造成上述狀況的原因是沒(méi)有變電站戶外端子箱設(shè)計(jì)規(guī)范及接線標(biāo)準(zhǔn)可供參考，廠家在設(shè)計(jì)制造端子箱時(shí)各自為政。目前一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的220 kV變電站端子箱數(shù)目就多達(dá)幾十個(gè)，且型號(hào)不一，內(nèi)部元件布置不盡相同。雖然各廠家生產(chǎn)的端子箱都能實(shí)現(xiàn)所需功能，但細(xì)究起來(lái)，設(shè)備廠家只根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)功能、業(yè)主要求及自身經(jīng)驗(yàn)來(lái)制造端子箱，這使得各廠家制造出的成品端子箱的大小、外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、元件配置都不盡相同，特別是各功能分區(qū)和端子排布置，離繼電保護(hù)的規(guī)范化還有相當(dāng)差距。因?yàn)闊o(wú)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，導(dǎo)致驗(yàn)收、維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)上述系列問(wèn)題時(shí)，無(wú)法找到標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整改解決，往往在廠家、施工方、供貨商和監(jiān)理之間扯皮、推諉，問(wèn)題長(zhǎng)時(shí)間得到不解決，影響驗(yàn)收進(jìn)度和驗(yàn)收人員的執(zhí)行力。且由于各端子箱設(shè)計(jì)的不統(tǒng)一，對(duì)這些端子箱的維護(hù)如封堵，檢查有無(wú)小動(dòng)物、進(jìn)水，除濕裝置是否正常等需花費(fèi)運(yùn)維人員大量的時(shí)間和精力。

3 變電站戶外端子箱規(guī)范化探討

目前變電站的設(shè)計(jì)已標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，各電壓等級(jí)的保護(hù)設(shè)備也有了具體設(shè)計(jì)規(guī)范。以Q/CSG 110035—2012《南方電網(wǎng)10 kV～110 kV線路保護(hù)技術(shù)規(guī)范》為例，它規(guī)范了10～110 kV線路技術(shù)原則、配置原則、組屏方案、端子排設(shè)計(jì)、壓板設(shè)置和二次回路設(shè)計(jì)，提高了繼電保護(hù)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化水平，為繼電保護(hù)的制造、設(shè)計(jì)、管理和運(yùn)行維護(hù)工作提供了有利條件，提升了繼電保護(hù)運(yùn)行、管理水平。又如Q/CSG 11102001—2012《南方電網(wǎng)220 kV變電站二次接線標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范了變電站二次接線設(shè)計(jì)，統(tǒng)一了各設(shè)計(jì)單位的二次回路設(shè)計(jì)，降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平，減少了繼電保護(hù)“三誤”事故。

因此結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，參照網(wǎng)省公司的有關(guān)規(guī)范規(guī)定，制定變電站高壓場(chǎng)地戶外端子箱的技術(shù)規(guī)范和接線標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各類戶外端子箱進(jìn)行二次系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，使同一類型端子箱功能配置、回路設(shè)計(jì)、端子排布置統(tǒng)一，同樣有利于提高變電站二次設(shè)備的安全運(yùn)行水平，降低繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平，減少繼電保護(hù)“三誤”事故，也有利于節(jié)省運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 戶外端子箱應(yīng)明確的技術(shù)規(guī)范

（1）箱體材料：應(yīng)明確采用何種箱體制作材料。如采用冷軋鋼板或不銹鋼鋼板制造，厚度應(yīng)達(dá)到多少。

（2）外觀大小：應(yīng)明確各電壓等級(jí)端子箱的外觀及尺寸，相對(duì)而言，電壓等級(jí)越高，端子箱內(nèi)部的二次回路接線越多，箱體也必然需增大，要做到外觀統(tǒng)一、大小適合。

（3）防護(hù)等級(jí)：應(yīng)明確端子箱的防護(hù)等級(jí)及防震等級(jí)，防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP54級(jí)別，有效防塵和防水噴濺。

（4）內(nèi)部設(shè)計(jì)：應(yīng)明確端子箱的內(nèi)部設(shè)計(jì)，滿足功能需求。應(yīng)區(qū)分空氣開關(guān)安裝區(qū)、繼電器安裝區(qū)、操作面板區(qū)及加熱器安裝區(qū)等，各區(qū)應(yīng)利于運(yùn)維人員檢修和維護(hù)，便于更換元器件。

（5）端子箱內(nèi)環(huán)境控制：明確端子箱內(nèi)溫濕度控制要求及控制器要求。應(yīng)確定端子箱的內(nèi)部溫度及濕度限值，達(dá)到限值采取相應(yīng)措施除濕或降溫；應(yīng)采用PTC材料元件制作的加熱器作為除濕裝置，PTC材料的發(fā)熱器，發(fā)熱體有熱阻小、換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，是一種自動(dòng)恒溫、省電的電加熱器，突出特點(diǎn)在于安全性能上，任何應(yīng)用情況下均不會(huì)產(chǎn)生如電熱管類加熱器的表面“發(fā)紅”現(xiàn)象，從而引起燙傷、火災(zāi)等安全隱患。相比采用電阻絲的加熱器，優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、表面溫度可控、免維護(hù)。

（6）二次回路及端子排：按“功能分區(qū)，端子分段”進(jìn)行設(shè)計(jì)，符合南方電網(wǎng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及反措要求。應(yīng)設(shè)電流端子排段、電壓端子排段、信號(hào)端子排段、各刀閘操作及閉鎖端子排段、交流電源端子排段，各不同功能端子排應(yīng)合理布置，便于走線及維護(hù)。各功能端子排所用端子應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如電流電壓回路應(yīng)用試驗(yàn)端子，而交流回路必須用滿足回路電流的端子。各功能段都必須有一定數(shù)量的備用端子。

3.2 戶外端子箱應(yīng)滿足的接線標(biāo)準(zhǔn)

各電壓等級(jí)的戶外端子箱應(yīng)符合南方電網(wǎng)相應(yīng)的元件及線路保護(hù)規(guī)范要求，特別是端子排的功能分區(qū)分段及命名應(yīng)按規(guī)范統(tǒng)一；各電壓等級(jí)的戶外端子箱應(yīng)符合南方電網(wǎng)各電壓等級(jí)的變電站二次接線標(biāo)準(zhǔn)要求，二次回路接線和標(biāo)號(hào)應(yīng)和接線標(biāo)準(zhǔn)一致；各電壓等級(jí)的戶外端子箱二次回路應(yīng)執(zhí)行南方電網(wǎng)的最新反措要求。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站戶外端子箱進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)和接線標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，統(tǒng)一同一類型端子箱功能配置、回路設(shè)計(jì)、端子排布置，必然有利于提高變電站二次設(shè)備的安全運(yùn)行、管理水平，降低繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平，減少繼電保護(hù)“三誤”事故。