變電二次設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問題及處理對策分析

紀(jì) 驤

（廣西廣晟電力設(shè)計(jì)有限公司，廣西 南寧 530000）

電力行業(yè)是關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)性行業(yè)，因此保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行是十分必要的，二次設(shè)備的維護(hù)在整個(gè)輸電網(wǎng)中占有非常重要的位置，是確保二次設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、輸電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是變電站安全運(yùn)行的重要保障，所以加強(qiáng)對變電二次大修是當(dāng)前的一項(xiàng)重要工作。

1 變電二次設(shè)備檢修

1.1 狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修就是以診斷、電網(wǎng)監(jiān)測和變電運(yùn)行的狀態(tài)為基礎(chǔ)，看一看設(shè)備到底有什么問題，可以對變電裝置中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)的處理，防止出現(xiàn)問題。

1.2 變電二次設(shè)備

在設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的某些突發(fā)性故障無法預(yù)測，且目前相關(guān)法規(guī)難以做到全面的防護(hù)、效果也不明顯，目前隨著電力系統(tǒng)覆蓋面的擴(kuò)大，二次大修的要求也越來越高，然而變電設(shè)備不能使用太久，不然會(huì)影響到正常的生產(chǎn)運(yùn)行，這無形中也增加了檢修的難度，這就要求在對變電所二次設(shè)備進(jìn)行檢修與維護(hù)的過程中進(jìn)行持續(xù)的探索。

1.3 監(jiān)測內(nèi)容

對二次維修的需求也在不斷增加，但是由于電力檢測裝置的壽命不能過長，否則將會(huì)影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而給電力系統(tǒng)的維護(hù)帶來很大的困難，這就需要在變電站二次設(shè)備的檢修和維修中不斷地摸索。

1.4 變電二次裝置的狀態(tài)監(jiān)測方案

二次裝置自帶安全裝置能發(fā)出警報(bào)，然后斷路器就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉從而控制電路，在這種情況下通過計(jì)算機(jī)來分析設(shè)備的各種故障，并找出最優(yōu)的解決方案，然后如法炮制地將剩下的零件一一檢查一遍。

2 變電二次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)分析

在進(jìn)行變電二次設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用多種新設(shè)備、新技術(shù)對電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)管，明確相應(yīng)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，深入挖掘其中存在的安全隱患與問題，并提出有針對性的解決方案。與此同時(shí)要與變電站的實(shí)際情況相結(jié)合，并以實(shí)際運(yùn)行情況為依據(jù)，對設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以減少變電站事故和相關(guān)設(shè)備運(yùn)行故障的發(fā)生。

此外，為了更好地保證變電二次設(shè)計(jì)的科學(xué)性，要著重遵守如下原則：按照國家法規(guī)和工業(yè)要求來實(shí)施設(shè)計(jì)，促進(jìn)電力系統(tǒng)的升級(jí)，保持電力供應(yīng)的可靠度，積極引入自動(dòng)化和數(shù)字化技術(shù)，并將可持續(xù)發(fā)展理念融入變電二次設(shè)計(jì)中，促進(jìn)電力系統(tǒng)向智能化發(fā)展，考慮到環(huán)境保護(hù)和土壤侵蝕等因素，盡量減少對周圍環(huán)境的不利影響，確保各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)符合要求[1]。

3 變電二次設(shè)計(jì)中的常見問題分析

3.1 電纜敷設(shè)方面的問題

在變電站二次規(guī)劃中，電纜鋪設(shè)是一個(gè)很容易被忽略的問題，由于變壓器二次規(guī)劃的特殊性，電纜鋪設(shè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)更應(yīng)引起人們的重視。在實(shí)際應(yīng)用中，如果零件的使用不當(dāng)或操作人員的失誤都可能引起故障，比如，只有一條線纜就很容易造成線芯暴露，即使在后續(xù)維修維護(hù)中引入相應(yīng)的保護(hù)措施，也會(huì)導(dǎo)致二次電纜的壽命縮短，也不利于保持運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，在遇到極端天氣（暴雨等）時(shí)，也極易發(fā)生自流式接地故障，影響電網(wǎng)的安全性。

3.2 二次回路方面的問題

在變電二次設(shè)計(jì)中，若二次回路設(shè)計(jì)有缺陷，將很難起到保護(hù)作用，增加了電阻分布不均的可能性，從而造成了變電系統(tǒng)的誤動(dòng)，二次回路的故障將會(huì)對二次電路的設(shè)計(jì)質(zhì)量造成很大的影響，必須引起有關(guān)人員的重視。與此同時(shí)，變壓器二次回路中因配線不當(dāng)而引起的保護(hù)誤動(dòng)，也是變壓器二次回路設(shè)計(jì)中的共性問題，這對保證變壓器二次設(shè)計(jì)的科學(xué)和安全具有重要意義。

3.3 保護(hù)裝置方面的問題

在保證變電站安全平穩(wěn)運(yùn)行的前提下，保護(hù)裝置和二次回路的設(shè)計(jì)對變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，在目前的變電二次設(shè)計(jì)中，如果繼電器接點(diǎn)連接不合理很容易導(dǎo)致對側(cè)變電站不能成功地接收到相應(yīng)的保護(hù)信號(hào)，或者是錯(cuò)誤地接收到遠(yuǎn)方跳閘信號(hào)，此類故障一旦出現(xiàn)將嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全和穩(wěn)定運(yùn)行，并極易造成大范圍的負(fù)荷損失，亟待重視和解決。

3.4 電力繼電保護(hù)開關(guān)保護(hù)設(shè)備的問題

在實(shí)際的電力供給和分配過程中，專業(yè)的電力工作者大多采用開關(guān)來進(jìn)行控制，如果電力系統(tǒng)是不存在繼電保護(hù)的開關(guān)站，那么就會(huì)多采用負(fù)載開關(guān)。一般來講，對于帶電力變壓器的電源插座柜，這種控制系統(tǒng)方法主要是通過壓力開關(guān)與熔斷裝置的組合來完成，盡管這種控制方法存在著較大的便捷性，但也存在著一定的不足之處，如果將這種控制方法運(yùn)用在配電變壓器插座柜中，出現(xiàn)問題的可能性也相對較多，難以保持電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，甚至可能導(dǎo)致大范圍的停電[2]。

3.5 繼電器保護(hù)技術(shù)支持不足

目前，對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性還不高，基礎(chǔ)資料以人工錄入為主且共享度不高、挖掘深度不大，傳統(tǒng)的故障診斷方法主要依靠人的經(jīng)驗(yàn)判斷，缺乏科學(xué)性，無法對大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析與處理，無法對繼電保護(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析，現(xiàn)有的繼電保護(hù)技術(shù)沒有充分考慮到故障信息的采集，也沒有對故障進(jìn)行全方位的智能化分析。

4 變電二次設(shè)計(jì)中常見問題的處理措施探究

4.1 電纜敷設(shè)方面的問題處理

在變電站二次設(shè)計(jì)中線纜的設(shè)計(jì)占有很大的比重，線纜的設(shè)計(jì)好壞不但直接影響到線纜的作用，而且還直接影響到電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行，為確保電纜設(shè)計(jì)的良好程度，應(yīng)引入分類設(shè)計(jì)的理念，避免將動(dòng)力電纜與控制電纜鋪設(shè)在同一層的支架中，并根據(jù)電壓高低，對動(dòng)力電纜實(shí)施自上而下次的排列。

為了更好地滿足人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)的用電需要，在變電站中設(shè)置的設(shè)備種類的多樣性逐漸增加，與此相應(yīng)地，電纜敷設(shè)量和復(fù)雜程度也相應(yīng)增加，在這種情況下很容易出現(xiàn)電纜資源浪費(fèi)、敷設(shè)混雜等問題，加大了后續(xù)維護(hù)維修和變電站改建的難度。為此，要對布線方式進(jìn)行優(yōu)化，目前可采用的線纜鋪設(shè)模式有平行布線模式、品字形接觸布線模式、三角形多項(xiàng)布線模式等。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于平行排列會(huì)導(dǎo)致三相電流不均等問題，所以采用品字形接觸排列模式、三角形分項(xiàng)排列模式來實(shí)現(xiàn)電纜敷設(shè)的形式更為普遍。

此外，目前常用的阻燃劑是氯化石蠟，但這種材料很容易對電纜產(chǎn)生腐蝕，為此應(yīng)積極采用無鹵素綠色環(huán)保型阻燃劑對電纜外壁進(jìn)行防護(hù)，以達(dá)到提高電纜服役壽命的目的。

4.2 二次回路方面的問題處理

文章以某一次變電所500kV 配線為例，介紹了該變電所的實(shí)際運(yùn)行情況。在實(shí)際操作過程中，在變電站的另外一頭，500kV 的輸電線路中，A 保護(hù)位于變電站的另外一頭，在其另外一頭接收到的信號(hào)為直跳，經(jīng)檢查，A 側(cè)線繼電保護(hù)的二次繞組回路設(shè)計(jì)不當(dāng)，二次繞組中性點(diǎn)和測試儀二次繞組中性點(diǎn)的接線方式相同。在運(yùn)行過程中，中線位置出現(xiàn)了偏差電壓導(dǎo)致了電壓的不正常變化，從而引起了相應(yīng)的過保護(hù)動(dòng)作。

通過該故障案例可以發(fā)現(xiàn)，電壓互感器二次回路的接地設(shè)計(jì)不合理，很可能會(huì)導(dǎo)致故障問題，增加變電保護(hù)線路誤動(dòng)的概率。因此，應(yīng)著重解決二次回路接地問題，確保變壓器在保護(hù)室范圍內(nèi)均為單點(diǎn)接地，以防止二次回路發(fā)生故障。此外，在二次回路的設(shè)計(jì)中，有關(guān)人員應(yīng)著重于確保CT 回路只有一個(gè)接地點(diǎn)，并對CT 回路在開關(guān)端子箱和保護(hù)屏幕兩點(diǎn)接地進(jìn)行詳細(xì)的分析，以避免因CT 兩點(diǎn)接地而引起的保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作[3]。

4.3 保護(hù)裝置方面的問題處理

如果在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)了一條變電站線路上的一條斷路器操作箱內(nèi)的永跳繼電器（TJR）和三跳繼電器（TJQ）的跳線設(shè)計(jì)不合理，在這種情況下常開接點(diǎn)不能有效地連接到保護(hù)回路上，當(dāng)故障保護(hù)和母線保護(hù)同時(shí)工作時(shí)，保護(hù)回路的信號(hào)無法快速地傳送到對側(cè)保護(hù)裝置。

根據(jù)上述故障案例可以看到，只有一個(gè)觸點(diǎn)的接線不合理問題，也會(huì)導(dǎo)致失靈保護(hù)、母線不能保護(hù)動(dòng)作和遠(yuǎn)跳拒動(dòng)，造成更大的損失，為防止此類故障，保護(hù)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮保護(hù)回路的接線問題，如相間短路回路的接線問題，其它保護(hù)動(dòng)作的斷線問題等。同時(shí)，在對應(yīng)的保護(hù)回路中將永跳繼電器的觸點(diǎn)連接起來，保證在故障保護(hù)與母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)，有關(guān)的保護(hù)信號(hào)能夠順暢地傳遞到對側(cè)保護(hù)，此外三跳式繼電器的接點(diǎn)連到對側(cè)短路回路，三跳式繼電器也不適用于與其它保護(hù)動(dòng)作停止回路連接，三跳式繼電器的接點(diǎn)連到對側(cè)短路回路上。

4.4 設(shè)備的維護(hù)

在變電站等二次設(shè)備中，插銷的損壞所引起的故障也占有了較大比重，其實(shí)質(zhì)就是更換插銷，所以要想進(jìn)一步提高保護(hù)裝置硬件的水平，就需要加強(qiáng)對設(shè)備的保養(yǎng)，并著重于對發(fā)生頻率較大的問題的分析，以加強(qiáng)對缺陷的控制，從而確保設(shè)備一直處在良好的工作狀態(tài)，這有利于狀態(tài)監(jiān)測工作的開展。

4.5 優(yōu)化繼電保護(hù)裝置調(diào)試管理制度

人員還可以通過完善與調(diào)整繼電保護(hù)系統(tǒng)安裝的工作規(guī)程、作業(yè)規(guī)范等來對裝置資源進(jìn)行規(guī)范管理與合理分配，對繼電器安裝的工作過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，并在工作過程中記錄相關(guān)的控制數(shù)據(jù)、操作資料等，同時(shí)在日常維修與管理工作方面，人員還應(yīng)按照周期化管理和流程化的維護(hù)規(guī)范，對繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)行調(diào)試管理和檢測結(jié)果分析、以避免故障問題的重復(fù)出現(xiàn)[4]。

4.6 異常運(yùn)行狀態(tài)下的維修處理

針對信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障維修，此類故障問題主要是基于網(wǎng)絡(luò)圖數(shù)據(jù)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從有關(guān)的數(shù)據(jù)中能夠有效地獲取多個(gè)信息，進(jìn)而確定故障的確切發(fā)生地點(diǎn)，綜合故障的主要原因，并在此基礎(chǔ)上選擇有針對性的處理方法。如何有效地處理此類故障，需要對其影響的覆蓋面進(jìn)行控制，并對其進(jìn)行操作結(jié)構(gòu)分析。對于智能終端的故障維修來說，各類智能終端設(shè)備主要用于變電站設(shè)備的跳閘控制，它在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障會(huì)使變電所的設(shè)備進(jìn)入失控的狀態(tài)，給變電所帶來很大的安全隱患，在智能化變電所中，如果各種設(shè)備都有跳閘現(xiàn)象，就可以很好地判斷出故障是由智能終端引起的，為實(shí)現(xiàn)集中控制保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注智能終端的出線板，使其能夠正常運(yùn)行，根據(jù)該模型可以快速地分析出智能終端出現(xiàn)的故障，從而快速地恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，在目前的智能變電所運(yùn)行中，間隔并聯(lián)裝置的故障同樣是繼電保護(hù)中比較薄弱的一環(huán)，在智能變電所的維修中要注意這一環(huán)節(jié)的重要性，并積極運(yùn)用維修處理的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行預(yù)防性的操作，在平時(shí)的工作中可以將幾種常見的故障進(jìn)行匯總，這樣就可以方便地在以后的維修工作中了解到故障的成因，并且可以在比較短的時(shí)間里將所有的故障問題都集中解決。

4.7 逐項(xiàng)拆除法

逐項(xiàng)拆除法也是電力繼電保護(hù)設(shè)備故障處理中最為常用的一種方法，這種方法能夠?qū)收献龀鲚^好的判斷，但在具體的運(yùn)用中還需要專門的人員來操作，專業(yè)人士需要先將原來并聯(lián)的二次回路逐一拆分，然后再依次拆分，如果在這個(gè)過程中發(fā)生了故障則可以直接確定故障的位置，對這條線路的故障采用相同的方法判斷分支路的故障，直至找到最后的故障點(diǎn)，對于繼電保護(hù)設(shè)備的處理采用逐項(xiàng)拆分的方法比較適合于對直流接地故障進(jìn)行定位[5]。

5 結(jié)語

由于變電所運(yùn)行故障維修是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，因此在實(shí)踐中工作人員的專業(yè)素質(zhì)至關(guān)重要，從而建立起以科學(xué)的狀態(tài)為基礎(chǔ)的檢修理念，確保了終端檢修的復(fù)雜性、長期性，提高了檢修的經(jīng)濟(jì)效益，最終實(shí)現(xiàn)對已有操作系統(tǒng)在快速、精準(zhǔn)、安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上的故障診斷與處置，確保電網(wǎng)健康穩(wěn)定運(yùn)行。

總之，從目前的變電所二次設(shè)計(jì)來看仍存在一些影響電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題，在變電二次設(shè)計(jì)中存在的問題主要集中在電纜敷設(shè)方面、二次回路方面和保護(hù)裝置方面，采取有針對性的處理措施，可以減少保護(hù)誤動(dòng)等故障的發(fā)生概率，提高變電二次設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而更好地維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。