论文部分内容阅读
摘要：在科技快速发展的今天，我国的电力系统中开始引进了各种先进新型技术，比如综合自动化系统、微机型继电化保护设备等，方便了变电站二次系统的维修、保护以及正常的工作。但是，因为这几年来，人们对变电站二次系统没有进行精准的设计，在某些程度上给我国电力系统的正常运转带来了影响。本文针对变电二次设计过程中存在的问题进行分析，并提出相应的解决措施。
关键词：变电站；二次设计；问题
变电二次设计实际就是对变电站二次系统进行设计，二次系统的主要功能是对一次设备进行控制和保护。变电站二次系统设计作为二次系统的蓝图和建设依据，其设计质量可能会影响到整个电力系统的稳定运行，甚至可能损坏变电站内部重要设备。因此必须提高变电二次设计的质量和精细度，本文就此分析了变电站二次系统设计的要点以及设计过程中的注意事項，旨在给相关设计人员提供一定的借鉴作用。
1 变电二次设计的要点
1.1 变电站的后台系统
随着现代计算机技术、通信技术的快速发展和在电力系统中的广泛运用，变电站的后台系统逐渐呈现出全天24小时持续不间断工作的特点，且后台系统的主要功能是对电力系统运行状况进行检测和控制，因此对变电站后台系统的配置及运行质量要求越来越高，这就要求相关设计人员在充分考虑到设备的工作环境、设备型号、设备功能等各种主客观因素的基础上，进行科学、行之有效的变电站系统设计。
在进行变电站后台系统设计时，主要采取交直形式，且以可两用的逆变器和变电源两路输入电源为主。若电力系统正常运行，那么就只需要使用站用变交流电源（这种电源一般使用在供变电站后台的检测与控制系统设备中），若出现站用变交流电源消失现象，那么就要启动直流电源，通过逆变器后亦可为后台检测及控制系统设备使用。此外，逆变器的容量一般为500～1000va，可采用逆变器改变电源，避免交流电源中断，同时减少站用电流的波动性，提高系统的抗谐波干扰能力。
1.2 零序保护
对110kV及110kV以上电压等级的系统来说，常出现单向接地故障且其占总故障的九成以上，因此要采取零序电流保护措施对单相接地故障进行切除和保护，且通常情况下零序电流保护采用3I0零序电流和3U0零序电压构成的方向原件进行作业。
1.3 母线电压的切换
变电站一般采取的是双母线接线的方法，采用母线侧隔离刀闸的辅助接点对二次母线电压和直流电源进行二次切换。在实际操作中，常出现隔离刀闸辅助接点不良或切换不当的问题，可能发生距离保护误动作现象。因此要用双位置继电器代替切换继电器，保证线路间互不影响，避免保护误动作故障出现。
1.4 设计与反事故措施紧密结合
进行变电二次设计时，要特别把反事故措施考虑进去，防范于未然。比如某220kV变电站采取220kV和110kV双母线并列运行、10kV母线单母分裂运行的方式，当100kV母线线路出现单相接地故障时，该线路和主变110kV零序保护拒动，导致110kV母线失压，造成大面积断电事故。事后调查发现，零序保护拒动的原因为电压互感器多点接地，而正确的措施是所有电压互感器的中性点一定要连在一起后一点接地，且选取主控室中央信号屏为接地点，要注意分别把主绕组的中性线和开口三角零序电压的中性线引入主控室，严禁共同一根电缆芯。因此，在进行变电二次设计时，要重视设计与反事故措施的紧密结合。
2 变电二次设计过程中需要注意的问题
在进行变电二次设计时，不仅要把握设计重点，而且要特别重视二次设计过程中的细节问题，“细节决定成败”，在实际设计中我们往往会忽略一些小细节，而这些小细节可能在事故发生过程中推波助澜，出现致命威胁。所以设计人员在设计时要特别重视细节问题，对设计进行再三检查，保证设计的科学性、全面性和正确性，从源头上杜绝事故的发生。
2.1 注意二次电缆相关问题
变电二次系统设计中容易犯错的一点就是二次电缆的设计问题，一般来说二次电缆的走向是参考二次回路的重要性，而二次回路要考虑到二次强电（一般指直流110V及直流220V的电源）和二次弱电（指直流24V以下的电源），要严禁强电传入弱电回路。随着现代技术的不断发展，特别是微机型二次装置的使用，抗干扰能力强的电容不断增加，有利于交流回路进入直流回路。但是在实际操作中常出现一些问题，比如相关设计人员为了省事，对主变瓦斯继电器的回路采用一根电缆，事实上主变本体上有两个瓦斯继电器（一个为主瓦斯继电器，一个是有载瓦斯继电器，且两者不在一处），共用一根电缆会使部分电缆芯外露，虽然在安装施工过程中会采取相关预防措施，但远远不如电缆改装保护耐用，长此下去会损坏电缆，加上受雨雪天气影响，可能出现误动等故障。所以在进行电缆设计时，尽量让一个设备单独使用一根电缆，同时对保护的交流、直流电源入口设计安装抗干扰电容，且相关保护装置的电流、电压及信号引入线使用屏蔽电缆。
2.2 注意二次寄生回路问题
《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中指出：不同熔断器供电或者不同专用端子对供电的两套保护装置的直流逻辑同路之间绝不能有任何电的联系，即每一套单独的保护装置应有专用于直流熔断器正负极电源的专用端子对，且所有的直流回路必须且只能从这一对专用端子对中取得直流的正负电源，绝对不能出现一套单独保护内的任意一个回路从另一保护装置专用端子对引入直流正负电源。在实际操作中出现不全是从本装置内部电源的情况，虽然不会对运行产生影响，但当其出现故障时，保护运维人员要打开部分二次接线，比较麻烦且对二次回路电阻造成一定的影响，出现寄生回路现象，可能导致部分继电器两端电压突变，出现保护误动故障。
2.3 注意部分典型设计回路不是一成不变的问题
随着现代科学技术的不断进步，特别是电力系统中引入了综合自动化系统、微机型二次装置、一次设备等新型技术，使长期研究和经验所得出的许多典型设计方案已不能满足现场要求，因此部分典型设计回路要根据现场实际状态进行相应的调整，使典型设计更加科学和完善。比如变压器的保护设计，传统的设计原理是：过流保护电流继电器的常闭接点和有载调压操作回路的公共回路有效串接，从而达到调压闭锁的目标。但是随着综合自动化系统的大力使用，变压器保护装置中的过流闭锁调压继电器已逐渐被小型化继电器代替，甚至是集成块式继电器，它们的接点比传统电流继电器接点的断弧容量小，在实际运作中常出现设备烧损现象，因此不能照搬典型设计方案，而要随机应变，在过流闭锁调压继电器上设计安置一个小型化直流接触器，然后用接触器的常开接点串入有载调压操作回路的公共回路即可。
3 结束语
综上所述，在综合自动化系统、微机型继电保护装置、通信技术等新型技术在电力系统中运用的背景下，极大程度上方便了二次系统的设计和对一次设备的控制保护，随之对二次系统的质量要求越来越高，因此设计人员要高度重视变电二次设计，坚持“把握重点、重视细节”的设计原则，切实提高二次系统的稳定安全运行，为整个电力系统的稳定运行树立一道安全屏障。
参考文献
[1]吴小云.对变电二次设计过程中的问题探讨[J].中国新技术新产品，2013（8）.
[2]曲伟，李宛潼.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].黑龙江科技信息，2013（13）.
[3]刘贵水，赵逢荣.变电二次设计相关问题探讨[J].科技资讯，2008（19）.
作者简介：杨涛，1979，四川广元人，工程师，国网四川广元供电公司，研究方向，电力工程技术
关键词：变电站；二次设计；问题
变电二次设计实际就是对变电站二次系统进行设计，二次系统的主要功能是对一次设备进行控制和保护。变电站二次系统设计作为二次系统的蓝图和建设依据，其设计质量可能会影响到整个电力系统的稳定运行，甚至可能损坏变电站内部重要设备。因此必须提高变电二次设计的质量和精细度，本文就此分析了变电站二次系统设计的要点以及设计过程中的注意事項，旨在给相关设计人员提供一定的借鉴作用。
1 变电二次设计的要点
1.1 变电站的后台系统
随着现代计算机技术、通信技术的快速发展和在电力系统中的广泛运用，变电站的后台系统逐渐呈现出全天24小时持续不间断工作的特点，且后台系统的主要功能是对电力系统运行状况进行检测和控制，因此对变电站后台系统的配置及运行质量要求越来越高，这就要求相关设计人员在充分考虑到设备的工作环境、设备型号、设备功能等各种主客观因素的基础上，进行科学、行之有效的变电站系统设计。
在进行变电站后台系统设计时，主要采取交直形式，且以可两用的逆变器和变电源两路输入电源为主。若电力系统正常运行，那么就只需要使用站用变交流电源（这种电源一般使用在供变电站后台的检测与控制系统设备中），若出现站用变交流电源消失现象，那么就要启动直流电源，通过逆变器后亦可为后台检测及控制系统设备使用。此外，逆变器的容量一般为500～1000va，可采用逆变器改变电源，避免交流电源中断，同时减少站用电流的波动性，提高系统的抗谐波干扰能力。
1.2 零序保护
对110kV及110kV以上电压等级的系统来说，常出现单向接地故障且其占总故障的九成以上，因此要采取零序电流保护措施对单相接地故障进行切除和保护，且通常情况下零序电流保护采用3I0零序电流和3U0零序电压构成的方向原件进行作业。
1.3 母线电压的切换
变电站一般采取的是双母线接线的方法，采用母线侧隔离刀闸的辅助接点对二次母线电压和直流电源进行二次切换。在实际操作中，常出现隔离刀闸辅助接点不良或切换不当的问题，可能发生距离保护误动作现象。因此要用双位置继电器代替切换继电器，保证线路间互不影响，避免保护误动作故障出现。
1.4 设计与反事故措施紧密结合
进行变电二次设计时，要特别把反事故措施考虑进去，防范于未然。比如某220kV变电站采取220kV和110kV双母线并列运行、10kV母线单母分裂运行的方式，当100kV母线线路出现单相接地故障时，该线路和主变110kV零序保护拒动，导致110kV母线失压，造成大面积断电事故。事后调查发现，零序保护拒动的原因为电压互感器多点接地，而正确的措施是所有电压互感器的中性点一定要连在一起后一点接地，且选取主控室中央信号屏为接地点，要注意分别把主绕组的中性线和开口三角零序电压的中性线引入主控室，严禁共同一根电缆芯。因此，在进行变电二次设计时，要重视设计与反事故措施的紧密结合。
2 变电二次设计过程中需要注意的问题
在进行变电二次设计时，不仅要把握设计重点，而且要特别重视二次设计过程中的细节问题，“细节决定成败”，在实际设计中我们往往会忽略一些小细节，而这些小细节可能在事故发生过程中推波助澜，出现致命威胁。所以设计人员在设计时要特别重视细节问题，对设计进行再三检查，保证设计的科学性、全面性和正确性，从源头上杜绝事故的发生。
2.1 注意二次电缆相关问题
变电二次系统设计中容易犯错的一点就是二次电缆的设计问题，一般来说二次电缆的走向是参考二次回路的重要性，而二次回路要考虑到二次强电（一般指直流110V及直流220V的电源）和二次弱电（指直流24V以下的电源），要严禁强电传入弱电回路。随着现代技术的不断发展，特别是微机型二次装置的使用，抗干扰能力强的电容不断增加，有利于交流回路进入直流回路。但是在实际操作中常出现一些问题，比如相关设计人员为了省事，对主变瓦斯继电器的回路采用一根电缆，事实上主变本体上有两个瓦斯继电器（一个为主瓦斯继电器，一个是有载瓦斯继电器，且两者不在一处），共用一根电缆会使部分电缆芯外露，虽然在安装施工过程中会采取相关预防措施，但远远不如电缆改装保护耐用，长此下去会损坏电缆，加上受雨雪天气影响，可能出现误动等故障。所以在进行电缆设计时，尽量让一个设备单独使用一根电缆，同时对保护的交流、直流电源入口设计安装抗干扰电容，且相关保护装置的电流、电压及信号引入线使用屏蔽电缆。
2.2 注意二次寄生回路问题
《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中指出：不同熔断器供电或者不同专用端子对供电的两套保护装置的直流逻辑同路之间绝不能有任何电的联系，即每一套单独的保护装置应有专用于直流熔断器正负极电源的专用端子对，且所有的直流回路必须且只能从这一对专用端子对中取得直流的正负电源，绝对不能出现一套单独保护内的任意一个回路从另一保护装置专用端子对引入直流正负电源。在实际操作中出现不全是从本装置内部电源的情况，虽然不会对运行产生影响，但当其出现故障时，保护运维人员要打开部分二次接线，比较麻烦且对二次回路电阻造成一定的影响，出现寄生回路现象，可能导致部分继电器两端电压突变，出现保护误动故障。
2.3 注意部分典型设计回路不是一成不变的问题
随着现代科学技术的不断进步，特别是电力系统中引入了综合自动化系统、微机型二次装置、一次设备等新型技术，使长期研究和经验所得出的许多典型设计方案已不能满足现场要求，因此部分典型设计回路要根据现场实际状态进行相应的调整，使典型设计更加科学和完善。比如变压器的保护设计，传统的设计原理是：过流保护电流继电器的常闭接点和有载调压操作回路的公共回路有效串接，从而达到调压闭锁的目标。但是随着综合自动化系统的大力使用，变压器保护装置中的过流闭锁调压继电器已逐渐被小型化继电器代替，甚至是集成块式继电器，它们的接点比传统电流继电器接点的断弧容量小，在实际运作中常出现设备烧损现象，因此不能照搬典型设计方案，而要随机应变，在过流闭锁调压继电器上设计安置一个小型化直流接触器，然后用接触器的常开接点串入有载调压操作回路的公共回路即可。
3 结束语
综上所述，在综合自动化系统、微机型继电保护装置、通信技术等新型技术在电力系统中运用的背景下，极大程度上方便了二次系统的设计和对一次设备的控制保护，随之对二次系统的质量要求越来越高，因此设计人员要高度重视变电二次设计，坚持“把握重点、重视细节”的设计原则，切实提高二次系统的稳定安全运行，为整个电力系统的稳定运行树立一道安全屏障。
参考文献
[1]吴小云.对变电二次设计过程中的问题探讨[J].中国新技术新产品，2013（8）.
[2]曲伟，李宛潼.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].黑龙江科技信息，2013（13）.
[3]刘贵水，赵逢荣.变电二次设计相关问题探讨[J].科技资讯，2008（19）.
作者简介：杨涛，1979，四川广元人，工程师，国网四川广元供电公司，研究方向，电力工程技术