電氣二次設(shè)計(jì)常見問題探討

黃敏麗

摘要：一次系統(tǒng)設(shè)備在電力系統(tǒng)中處于基礎(chǔ)地位，二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是通過對一次設(shè)備的監(jiān)控，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。發(fā)電工程，電能輸配設(shè)備，自動(dòng)化系統(tǒng)，繼電保護(hù)裝置和安全閉鎖裝置是現(xiàn)代電力工業(yè)技術(shù)的主要組成方面。在電力行業(yè)不斷創(chuàng)新與發(fā)展的過程中，對發(fā)電裝置的發(fā)電能力及輸配電設(shè)備的可靠性要求不斷提高，因此，對自動(dòng)化系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性及繼電保護(hù)和安全保護(hù)的保護(hù)能力的要求也隨之不斷提升。隨著我國用電量的不斷提升，電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度和線路密集程度不斷提升，通過優(yōu)化電氣二次設(shè)計(jì)，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供必要保障是現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)。本文針對現(xiàn)階段電氣二次設(shè)計(jì)中的常見問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，對實(shí)際工程實(shí)施具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電氣;二次設(shè)計(jì);常見問題

中圖分類號： TM63? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 電氣二次設(shè)計(jì)概述

和電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，電氣二次設(shè)計(jì)需要考慮到的因素也較多，如變電站中涉及的一次設(shè)備及其運(yùn)行特點(diǎn)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。電力系統(tǒng)中涉及到多種二次系統(tǒng)保護(hù)裝置，各個(gè)保護(hù)系統(tǒng)之間應(yīng)能實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)行，并且各套保護(hù)之間應(yīng)相互配合。如主變成套繼電保護(hù)裝置，線路保護(hù)裝置和故障錄波器等，各套保護(hù)之間應(yīng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。整個(gè)二次系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電力一次系統(tǒng)的可靠保護(hù)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，也可以通過分析各套二次系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障的綜合判斷，這樣得到的信息也較為全面，也能夠?yàn)榻窈筇幚眍愃频墓收蠁栴}積累一定的經(jīng)驗(yàn)。加強(qiáng)電氣二次系統(tǒng)中的保護(hù)設(shè)計(jì)，可以保證當(dāng)變電站中出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)能夠可靠動(dòng)作切除故障。

2 影響保護(hù)動(dòng)作可靠性的因素

在分析提高繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作可靠性的方法及措施之前，首先需要分析影響繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性的因素，在對影響因素分析的過程中，應(yīng)著重從多個(gè)角度進(jìn)行分析，確保各個(gè)方面都能準(zhǔn)確得到覆蓋。

在電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，配置的保護(hù)數(shù)量，對于后期變電站的運(yùn)行安全也具有重要的影響。此外對于繼電保護(hù)裝置中下灌的整定值，首先應(yīng)加強(qiáng)對整定值的計(jì)算，保證整定值的準(zhǔn)確。其次，應(yīng)準(zhǔn)確對計(jì)算出的整定值進(jìn)行下灌，隨著繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí)間的變長，應(yīng)對保護(hù)裝置中的整定值進(jìn)行核查是否與定值單中的計(jì)算結(jié)果相符。

對于變電站中的電力運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，首先應(yīng)保證運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行，不出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓等問題，其次應(yīng)加強(qiáng)對電力運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的使用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置存在的缺陷。若繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題，則在變電站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)中可以加以反映。以上環(huán)節(jié)中都有可能會(huì)影響繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行可靠性。

3 安全防誤設(shè)計(jì)

從實(shí)際應(yīng)用的角度來分析，電氣二次設(shè)計(jì)中的安全防誤主要包括以下幾個(gè)方面：（1）應(yīng)降低開關(guān)設(shè)備誤合和誤分的概率;（2）盡量避免帶電間隔連接;（3）不允許設(shè)備在帶電情況下與地線相連;（4）在有負(fù)荷的情況下，避免刀閘的相關(guān)操作;（5）接地線與開關(guān)應(yīng)避免連接;（6）安裝相應(yīng)的閉鎖裝置。隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，電力維護(hù)工作的技術(shù)含量及操作復(fù)雜度也日益提升，相應(yīng)的對于電力設(shè)計(jì)和維護(hù)人員綜合素質(zhì)要求不斷提高。從現(xiàn)階段我國電網(wǎng)的工作特點(diǎn)和運(yùn)行狀況來分析，防誤裝置的管理力度和操作人員的操作水平是亟待提高的方面。為此建議完善管理日志制度，對關(guān)鍵設(shè)備實(shí)行定期檢修制度，落實(shí)工作責(zé)任制。如果在電氣二次設(shè)計(jì)中，電動(dòng)刀閘位置沒有設(shè)計(jì)電氣閉鎖結(jié)構(gòu)，則應(yīng)在每次操作后切斷電源。

4 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

繼電保護(hù)措施是否得得當(dāng)直接影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，同時(shí)繼電保護(hù)措施及設(shè)備應(yīng)具備足夠的可靠性和靈敏度。測量元件，邏輯元件和執(zhí)行元件是繼電保護(hù)系統(tǒng)中最重要的三個(gè)部分。繼電保護(hù)通常包括元器件的繼電保護(hù)和系統(tǒng)繼電保護(hù)兩方面，繼電保護(hù)裝置的基本職責(zé)包括以下三方面，首先，繼電保護(hù)裝置應(yīng)在電網(wǎng)運(yùn)行過程中及時(shí)判斷其工作狀態(tài)，在故障發(fā)生的第一時(shí)間，將與之連接的設(shè)備切斷，盡可能的控制事故范圍，同時(shí)保證電力系統(tǒng)中的其他環(huán)節(jié)不受影響。其次，實(shí)時(shí)檢測電氣原件的工作狀態(tài)，對于工作異常的原件，借助于告警裝置，通知值班人員和維護(hù)人員前來處置，降低電力系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間。最后為提升繼電保護(hù)裝置的可靠性，可在原有基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一套雙重配簧，其中切斷電路的自動(dòng)化操作程度。統(tǒng)計(jì)近一段時(shí)期我國發(fā)生的停電事故，大范圍保護(hù)連鎖和保護(hù)拒動(dòng)引發(fā)的占比非常高。一旦繼電保護(hù)裝置存在問題或發(fā)生故障，則電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性將大大降低，一旦發(fā)生故障可能引發(fā)大范圍的停電事件。為此建議采用具有自我診斷功能的保護(hù)設(shè)備，及時(shí)監(jiān)控自身運(yùn)行情況;同時(shí)完善現(xiàn)有的管理制度，制定詳細(xì)的故障處置應(yīng)急預(yù)案;在每次檢修之后，進(jìn)行階段性的總結(jié)和匯報(bào)。同時(shí)如果在一套系統(tǒng)中使用不同廠家提供的繼電保護(hù)裝置，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備兩套圖紙，以減少后期運(yùn)維過程中的問題。

5 智能變電站中電氣二次設(shè)計(jì)分析

智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)原則，首先，電氣二次設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范和智能變電站即便保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)要求，其次，在保證各設(shè)備安全運(yùn)行的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)站控層、監(jiān)控層關(guān)鍵設(shè)備之間的信息傳輸，最后，電氣二次設(shè)計(jì)不應(yīng)妨礙智能變電站對于數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求，各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以通過專用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂平K端。為此分析研究智能變電站二次設(shè)計(jì)的主要技術(shù)手段包括以下方面。（1）保護(hù)裝置配置。變電站中的每臺普遍電器應(yīng)配備兩臺變壓器，在低壓側(cè)與高壓側(cè)建議分別設(shè)置一個(gè)操作箱，以完成高低壓側(cè)斷路器的閉合和斷開操作，推薦使用主控合一的模式，主保護(hù)應(yīng)使用瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)相結(jié)合的方式，兩者共同動(dòng)作完成變壓器兩側(cè)斷路器的瞬時(shí)跳開作業(yè);后備保護(hù)應(yīng)設(shè)置在高壓側(cè)，建議使用復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)和間隙過濾保護(hù)方式，設(shè)置不同的挑開保護(hù)時(shí)限。此外變壓器本體保護(hù)建議設(shè)置分段保護(hù)裝置。（2）優(yōu)選智能設(shè)備。智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)中的智能設(shè)備應(yīng)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的要求，并依據(jù)建設(shè)地設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)條件，著重考慮智能開關(guān)和電子式互感裝置，在選擇中應(yīng)著重注意以下3點(diǎn)，首先智能開關(guān)的選擇應(yīng)選擇，滿足智能控制的開關(guān)模式，同時(shí)具備有強(qiáng)大的在線監(jiān)測能力，能夠提供相應(yīng)的數(shù)字化信息。其次，智能設(shè)備與智能終端的連接過程中，應(yīng)當(dāng)滿足智能變電站基本運(yùn)行要求的前提下，提供相應(yīng)的數(shù)字化支撐，但應(yīng)考慮該種模式的費(fèi)用成本。最后，電子互感器主要有無源性互感裝置和有源性互感裝置兩種類型，低功率線圈和電磁式電流互感器屬于有源性互感裝置，其最主要的特征是能夠?qū)崿F(xiàn)電子電路和電源的匹配，最大化的解決電源穩(wěn)定性方面的問題。而無源性護(hù)管裝置造價(jià)較高，使用較少。

結(jié)束語

電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)是變電站規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，重點(diǎn)應(yīng)對變電站中的保護(hù)裝置、電力監(jiān)控系統(tǒng)和自動(dòng)化通信系統(tǒng)等進(jìn)行可靠的設(shè)計(jì)，保證后期變電站在運(yùn)行的過程中不會(huì)出現(xiàn)較大的問題，本文所述的變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對于提高變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平具有一定的價(jià)值。

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