電氣二次設計中的問題與有效措施分析

吳誠俊

（上海申瑞繼保電氣有限公司，上海 201901）

引言

在現階段數字化變電站工程建設過程中，二次設備至關重要。電氣二次設計實踐中，應當注意先進技術的推廣應用，加強二次設備的集成能力建設，最大限度提升自動化能力，以促進數字變電站的建設與運行。就當前電氣二次設計過程中，應當注意以下幾個方面的問題。

1 光纖縱差保護問題與對策

電氣二次設計過程中，光纖縱差問題應當注意，為確保二次設備能夠得以安全防護，應當做好以下工作。確定該保護的實質即為差動保護，然從形式來看表現出一定的特殊性。正因這一差異而導致保護方式較之于普通差動保護有所差異。光纖差動保護實際上是將信號轉移的一種方式，轉移之后信號變成了數字信號。就通訊形式而言，具有較大的區別，光纖差動保護通訊具有雙側性，可以提高保護檔次、降低安全隱患和危害。對于普通的保護形式而言，則有較大的差異，一般意義上的電纜會在輸送電流時呈現回路狀態，若回路延續時間超過了正常時間點，則會導致系統電壓負荷承載壓力過大，以致于對整個電力系統的運行會產生較大的影響。

通過上述二者的相互比照，光纖縱差保護的安全價值更高，而且可有效改善電流輸送局限性。究其原因，主要是因為電力信號傳輸方式變化所致，當前的數字信號優越性較為顯著，比如可實現大信息量的傳輸，并且損耗相對于普通形式更小，無需擔心雷電等天氣條件下的電力傳輸安全質量，基于此國內電力系統得以有效保護。該種保護方式利用了多種資源優勢，其中部分資源僅為電力網具備，電氣二次設計時需注意一些死角，因為這關系著安全可靠性。比如，光纜斷裂問題多見于回路狀況，常見的50 ms死角在二次設計時應當重點防護。為促進電力系統正常運行，設計時應當加強重視，嚴格避免二次設計時疏漏問題的產生。對此，最為有效的解決措施和應對方式為電力運行中分別設兩個通道，以此來強化縱差保護、從細微之處入手，以此來提高防護效果[1]。

2 繼電保護問題及對策

電力二次設計實踐中，繼電保護至關重要。在這一環節，應當先對電力系統繼電加強防護，對原件繼電加強安全防護，在確保各環節安全可靠性的基礎上才能保證系統運行安全穩定性，一旦出現故障可以完全將其阻隔開來。繼電保護之于電力系統的作用是不可替代的，二次設計時需注意以下幾點[2]：

第一，一旦發生安全故障問題，繼電保護設施可在第一時間將電力系統中的故障位置準確定位和切除掉，以此來降低電力系統損耗，確保其他環節不因此而受到影響，能夠保持繼續工作。第二，若不正常運行狀態出現，繼電設施會發出信號，工作人員接到信號以后即可及時排查故障，并且恢復電力系統正常運行。第三，為強化繼電保護設施的安全穩定性，可根據需要布設雙重配簧，以便于故障問題發生時能夠及時將電路切斷，從而大大提高電力系統的自動化配置水平。除了可采用上述安全應對措施以后，為盡可能降低安全隱患，針對電力系統以及產品安全性，不同廠家的產品應當盡可能配備兩套施工圖紙，以免問題發生時不會束手無策。鑒于目前電網多層環網建設已經基本形成，而且供電安全可靠性也比較高，未來電網規劃設計以及建設的重點在于理順結構，將小環網進行打開，然后形成一個大的環網類型的電網格局。采用該種方法，不僅可以實現繼電保護系統潮流分布的優化，而且對解決繼電保護整定問題以及降低因某線路故障而造成的主保護拒動、其他線路越級跳閘等，具有非常重要的作用。

3 二次電纜優化設計

對于現代化變電站來講，變電站監控系統中應當對一次設備、二次設備以及監控加強重視，基于二次電纜傳遞電力設備運行數據信息。二次電纜猶如變電站系統的神經，連接著每一臺電力設備，并且對其運行穩定性和安全性保障所起的作用不可小覷。就電力系統而言，電纜應用特別嚴格，尤其是戶外電纜應當做好防水處理，交流電壓以及電流采樣回路電纜應當選擇4 mm2以上截面面積的電纜。從實踐來看，若電纜的截面積較小，則會導致電纜壓降較大，此時繼電保護設施所采集到的數據信息不準確，以致于繼電保護設施誤判設備故障問題，甚至繼電保護出現誤動問題。就變壓器瓦斯保護系統而言，二次電纜設計過程中應當嚴禁經中間設備進行轉接，而是應當接上一根電纜進入保護室非電量保護屏，切忌超過兩臺瓦斯繼電器同用一根電纜，否則電纜中間轉接會造成直流接地并引發瓦斯保護誤操作。

二次電纜安裝接線一方面要滿足電力設備的接線圖，另一方面還要充分考慮電纜的具體敷設路徑。對于同一個通道中各電壓等級電纜而言，應當嚴格按照電壓等級自下而向上進行排列，將其分層敷設于電纜支架之上。同時，還要避免電纜通道與附近熱力管線以及腐蝕性介質管道鄰近。對電纜兩端的屏蔽層進行嚴格控制，可靠接地處理一定要到位，以免電磁干擾；同時，還要對電纜段長進行合理安排，采用電纜溝、排管、隧道以及橋梁和橋架布設阻燃電纜，成束阻燃性能至少要達到C級標準。二次電纜設計過程中，與電纜敷設在同一個通道的低壓電纜以及非阻燃通訊光纜，均應當穿入阻燃管。在串補平臺上，電纜應當采取一次和二次設備間防護與隔離措施，比如電磁式電纜應當外穿串補平臺并接屏蔽管[3]。

4 二次回路中的寄生回路問題及設計策略

對于二次回路中的寄生回路而言，即保護回路中無多余回路，多見繼電保護誤動或者拒動問題，這種類型的回路通常難以單純依靠整組試驗來發現，而是應當基于專業人員的技術和經驗，嚴格按照繼保原理圖來發現二次回路中的問題。寄生回路隱蔽性非常的強大，而且涉及的范圍非常廣泛，牽涉到很多個專業、查找難度相對較大。在對寄生回路設計時，為了能夠有效防止出現交直流混電以及強弱電干擾等一系列問題，應當對屏柜端子嚴格按照功能分區以及端子分段等基本原則進行布設，以免出現上述問題。從當前國內多數直流變電站而言，其隔離開關控制回路中基本上都采用了直流控制模式進行設計，而且閉鎖回路基于監控軟件技術來實現邏輯判斷，其中動力回路所選配的交流電源為380 V。對于這一設計方案，其問題在于交流電源失電狀態下監控軟件閉鎖邏輯滿足操作條件時，監控系統可對隔離開關遠程遙控操作，本體機構箱中的接觸器可正確動作。然而，因缺少交流動力電源，以致于隔離開關無法動作。此時若監控系統合接地刀閘，可正常操作。若上交流動力電源送上并及時連接接地刀閘，隔離開關因操作直流繼電器已吸合而直接動作，以致于電力設備容易出現故障問題。在設計過程中，應當因地制宜，立足實際，不能照搬照抄或者僅憑經驗進行設計。

5 結語

電力二次設計關系著整個電力系統的運行安穩定性，因此應當加強重視和技術創新，結合電力系統實際情況以及現場調解，對各環節進行優化設計，既要做好，又要做細，這樣才能促進整個電氣系統的安全可靠性。

[1]鐘澎.智能化變電站中電氣二次設計要點研究[J].中國高新技術企業，2014（33）：31-32.

[2]王超.數字化變電站繼電保護系統可靠性研究[D].杭州：浙江大學，2013.

[3]陳忻磊.數字化變電站二次系統可靠性研究[D].上海：上海交通大學，2012.