變電二次設(shè)計(jì)問題及解決辦法

王銳

摘 要：隨著我國變電行業(yè)發(fā)展的越來越迅速，在電力系統(tǒng)中，作為輸配電的重要保證，變電所承擔(dān)了變電運(yùn)行的大部分工作，也同樣是電網(wǎng)的重要組成部分。在變電設(shè)計(jì)中，變電二次設(shè)計(jì)就是對設(shè)備的控制和保護(hù)的過程。在變電二次設(shè)計(jì)上應(yīng)有基礎(chǔ)、簡單、可靠的操作，既要向著節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)合理的方向發(fā)展，又要做到嚴(yán)格遵循國家相關(guān)的法律法規(guī)規(guī)定，因此，在滿足電力行業(yè)和電網(wǎng)需求的同時(shí)，也需要對電網(wǎng)安全運(yùn)行有一定的要求。變電二次設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中屬于一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在變電所電力運(yùn)行中安全運(yùn)行的水平和質(zhì)量則有重要的影響，因此，做好二次設(shè)計(jì)則更為重要。本文則針對變電二次設(shè)計(jì)做簡要分析，然后提出存在問題及解決辦法，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 二次系統(tǒng) 設(shè)計(jì)問題

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0030-02

變電二次設(shè)計(jì)屬于繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的混合配置的設(shè)計(jì)問題。在繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置功能的合理配合下，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電力系統(tǒng)電力設(shè)備的安全運(yùn)行是由運(yùn)行方式和合理故障類型為依據(jù)的，應(yīng)選擇可靠性、靈敏性、機(jī)動(dòng)性這些基本要求的保護(hù)裝置來進(jìn)行配合。同時(shí)在遵循國家和電力行業(yè)的相關(guān)原則和標(biāo)準(zhǔn)下，積極運(yùn)用科學(xué)成熟的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)運(yùn)行，在滿足電網(wǎng)企業(yè)對二次設(shè)計(jì)的要求情況下，對變電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

1 變電二次設(shè)計(jì)分析

1.1 變電二次設(shè)計(jì)自動(dòng)化

變電站的綜合自動(dòng)化的基本功能包括：（1）監(jiān)視和控制功能。數(shù)據(jù)采集：模擬量采集、狀態(tài)量采集、脈沖量采集，同時(shí)具有人機(jī)聯(lián)系功能、打印功能、數(shù)據(jù)處理與記錄功能。（2）微機(jī)保護(hù)。繼電保護(hù)功能、低周低壓減載功能、通信功能、時(shí)鐘同步功能、自診斷功能。

1.2 變電站的二次系統(tǒng)

進(jìn)行變電站的二次系統(tǒng)通用設(shè)計(jì)的目的就是為了統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一設(shè)備規(guī)范；加快設(shè)計(jì)、評審、建設(shè)等換屆工作進(jìn)度，提高工作效率；降低變電站建設(shè)、運(yùn)行成本和維護(hù)成本；變電站的二次設(shè)計(jì)中二次系統(tǒng)將以往變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中經(jīng)常忽略的后臺監(jiān)控方面也進(jìn)行了完善。后臺監(jiān)控在運(yùn)行中往往會(huì)面臨著很多問題，最為常見的就是數(shù)據(jù)數(shù)量大，要求高，運(yùn)行速率快，一旦出現(xiàn)問題，很容易造成較大的誤差，因此，在二次設(shè)計(jì)中，會(huì)考慮到采用交直形式確保設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。交直形式是采用兩路輸入電源為主，一路可作為兩路的逆變器，另一路作為變電源。正常運(yùn)行時(shí)，只采用變交流電源，如果變電站用電已經(jīng)消失，此時(shí)直接啟動(dòng)直流電源就可以供給后臺監(jiān)控設(shè)備正常使用，這種采用逆變器的形式，可以減少變電站的電流波動(dòng)，獲得較為可觀的效果。根據(jù)DL400-1991《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》變壓器應(yīng)該設(shè)置一定的保護(hù)配置。繼電保護(hù)裝置指繼電保護(hù)裝置能反映電氣設(shè)備的故障和不正常工作狀態(tài)，并自動(dòng)地、迅速地、有選擇地將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除。比如：裝備氣體保護(hù)可以反映油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低；裝備縱差保護(hù)或者電流速斷保護(hù)，可以切除變壓器繞組和引出線間的短路故障，尤其是當(dāng)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，更應(yīng)該安裝縱差保護(hù)。

2 變電二次設(shè)計(jì)中的常見問題

2.1 變電二次設(shè)計(jì)中的回路問題

在變電二次設(shè)計(jì)中，二次回路連接問題也是容易被忽略的，首先應(yīng)當(dāng)保證回路連接的正確性，不接錯(cuò)回路，錯(cuò)誤的回路將導(dǎo)致二次設(shè)備無法正常運(yùn)行，系統(tǒng)的保護(hù)裝置功能也無法正常實(shí)現(xiàn)，這樣將會(huì)導(dǎo)致電阻分配不均勻，出現(xiàn)嚴(yán)重的誤動(dòng)故障。在變電二次設(shè)計(jì)中更應(yīng)該考慮到具體的工作環(huán)境的差異性與實(shí)際情況，避免一些經(jīng)典的回路設(shè)計(jì)被反復(fù)利用的情況出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)做到因地制宜，符合電力生產(chǎn)部門對地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度安全運(yùn)行的相關(guān)要求。

2.2 二次電纜設(shè)計(jì)問題

電纜設(shè)計(jì)過程中變電二次設(shè)計(jì)至關(guān)重要，一旦變電二次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，不僅會(huì)影響設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)的電纜功能，同時(shí)還可能會(huì)影響到整個(gè)運(yùn)行設(shè)備中其他設(shè)備的運(yùn)行，嚴(yán)重威脅到設(shè)備的整體安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在進(jìn)行電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須要充分考慮各方面影響因素，進(jìn)行電纜敷設(shè)環(huán)節(jié)的明確分類。由于動(dòng)力與控制電纜分屬于不同支架排列，一般二者是自下而上的排列方式。隨著我國變電行業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，變電設(shè)備種類逐漸增加，變電站電纜連接數(shù)量越來越多，不少變電站存在電纜敷設(shè)浪費(fèi)、問題排查困難，嚴(yán)重影響了變電站改造和擴(kuò)建，不利于變電站的長期可持續(xù)發(fā)展。設(shè)計(jì)人員只有嚴(yán)格進(jìn)行電纜敷設(shè)，合理規(guī)劃敷設(shè)路徑，盡量避免交叉敷設(shè)。常見的電纜排列方式有平行排列、三角形分項(xiàng)排列以及品字形接觸排列。平行排列也就是不對稱排列，它很容易造成電纜套環(huán)流大、三相電纜電流分布不均勻和外部空間磁場大等相關(guān)問題。實(shí)際工程應(yīng)用當(dāng)中，施工設(shè)計(jì)人員可利用電纜相間距增加的方式增加電纜額定電流改善這類問題，設(shè)計(jì)人員要綜合實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)方案，更好地滿足變電運(yùn)行需求。

3 完善變電二次設(shè)計(jì)的措施

3.1 加強(qiáng)二次回路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在做PT回路設(shè)計(jì)時(shí)，一定要確保回路只能有一點(diǎn)接地，特別應(yīng)注意在做帶旁路母線的變電站設(shè)計(jì)時(shí)，對旁路PT回路由于切換原因造成PT兩點(diǎn)接地、PT回路在保護(hù)屏和開關(guān)端子箱兩點(diǎn)接地等情況要仔細(xì)分析，防止造成PT兩點(diǎn)接地使保護(hù)誤動(dòng)。嚴(yán)格遵循電力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)過程中要保證線路保護(hù)箱防跳功能取消方便，實(shí)施斷路器三相保護(hù)不一致，進(jìn)一步體現(xiàn)斷路器跳合閘壓力閉鎖和斷路器防跳等功能。線路保護(hù)裝置每套均具備重合閘功能，并采用重合閘相互閉鎖和啟動(dòng)方式，具備重合閘功能的線路保護(hù)裝置大都設(shè)有“停用重合閘”壓板，該壓板在使用時(shí)，任何故障均可實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)跳閘。三項(xiàng)跳閘功能通過保護(hù)裝置內(nèi)部邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)，外部接線則可以全部省略。國網(wǎng)公司輸變電工程需要嚴(yán)格按照通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求：利用失靈保護(hù)跳閘接點(diǎn)的方式實(shí)施線路保護(hù)，以微機(jī)型母線保護(hù)裝置啟動(dòng)來開啟斷路器失靈保護(hù)；采用母線保護(hù)失靈電流判別功能來實(shí)現(xiàn)雙母接線斷路器失靈保護(hù)。

3.2 做好電纜的敷設(shè)和設(shè)計(jì)工作

鑒于電纜本身特點(diǎn)所導(dǎo)致的纜芯暴露問題，這也在一定程度上影響電纜具體功能。因此，實(shí)施電纜外部保護(hù)十分重要且必要。我國變電站進(jìn)行電纜敷設(shè)時(shí)，所采用有機(jī)防火堵料含有大量的氯化石蠟，其中的氯離子會(huì)與空氣中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成鹽酸，對電纜表皮和金屬物造成嚴(yán)重侵害。同時(shí)，厚重的有機(jī)防火堵料會(huì)造成電纜表面散熱困難，致使電纜局部溫度過高，加速化學(xué)腐蝕。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，另一種新型環(huán)保材料的推出，改變了這一狀況，建立變電站優(yōu)先考慮這種無腐蝕性、無毒、不含鹵素的新型防火封堵材料實(shí)現(xiàn)對電纜和金屬的有效保護(hù)，延長電纜使用壽命。

4 結(jié)語

綜上所述，近年來我國科技發(fā)展水平在不斷提高的情況下，電力系統(tǒng)的新型技術(shù)研發(fā)也在不斷提升，為變電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有利支持，同時(shí)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行下也實(shí)現(xiàn)了變電系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，同時(shí)達(dá)到了國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行目標(biāo)，在先進(jìn)的繼電保護(hù)狀態(tài)下，繼電保護(hù)設(shè)備也在不斷應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)了電力系統(tǒng)的不斷健康發(fā)展，在加強(qiáng)變電二次設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)不斷提升設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、先進(jìn)性，只有這樣才能夠在未來的電網(wǎng)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生更大的影響。

參考文獻(xiàn)

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