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(wǎng)安全性。

關(guān)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?shù)恼{(diào)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(guān)，在國民經(jīng)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(guān)鍵。為防止一次設備發(fā)生故障，應安裝有防誤裝置，結(jié)構(gòu)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(zhì)量合格，符合國家標準；不會對隔離刀閘和開關(guān)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(guān)；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(guān)。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(shù)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(guān)臺賬，詳細記錄各種防誤裝置的故障發(fā)生率。根據(jù)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(jié)束后務必要將操作電源斷開，且必須有獨立的控制開關(guān)；此外，機構(gòu)類型不同，或隔離開關(guān)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(wǎng)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?qū)Ω黜椩幍臓顟B(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(guān)調(diào)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(wǎng)大范圍潮流轉(zhuǎn)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(zhì)，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(cè)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(cè)通過時，會轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過光纖完成雙側(cè)通訊，然后對兩側(cè)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(shù)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(wǎng)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(nèi)，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(guān)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(guān)量、電源線等，經(jīng)過隔離變壓器或光電隔離進入裝置內(nèi)部。前者主要通過專用變壓器將一次、二次側(cè)的交流回路隔離，后者則是利用光電耦合器將外部的開關(guān)量信號及開關(guān)量輸出與內(nèi)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(shù)字部件、A/D轉(zhuǎn)換器等器件安裝在內(nèi)屏蔽殼體內(nèi)，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?；ジ衅鞯亩螀?shù)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(shù)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(shù)字式電子測量表代替，所以對互感器制造及參數(shù)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(wǎng)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(jié)語

二次系統(tǒng)在電網(wǎng)中的作用不容忽視，其是否可靠直接關(guān)系到一次系統(tǒng)及整個電網(wǎng)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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