电气二次设计中的问题与有效措施分析

吴诚俊

（上海申瑞继保电气有限公司，上海 201901）

引言

在现阶段数字化变电站工程建设过程中，二次设备至关重要。电气二次设计实践中，应当注意先进技术的推广应用，加强二次设备的集成能力建设，最大限度提升自动化能力，以促进数字变电站的建设与运行。就当前电气二次设计过程中，应当注意以下几个方面的问题。

1 光纤纵差保护问题与对策

电气二次设计过程中，光纤纵差问题应当注意，为确保二次设备能够得以安全防护，应当做好以下工作。确定该保护的实质即为差动保护，然从形式来看表现出一定的特殊性。正因这一差异而导致保护方式较之于普通差动保护有所差异。光纤差动保护实际上是将信号转移的一种方式，转移之后信号变成了数字信号。就通讯形式而言，具有较大的区别，光纤差动保护通讯具有双侧性，可以提高保护档次、降低安全隐患和危害。对于普通的保护形式而言，则有较大的差异，一般意义上的电缆会在输送电流时呈现回路状态，若回路延续时间超过了正常时间点，则会导致系统电压负荷承载压力过大，以致于对整个电力系统的运行会产生较大的影响。

通过上述二者的相互比照，光纤纵差保护的安全价值更高，而且可有效改善电流输送局限性。究其原因，主要是因为电力信号传输方式变化所致，当前的数字信号优越性较为显著，比如可实现大信息量的传输，并且损耗相对于普通形式更小，无需担心雷电等天气条件下的电力传输安全质量，基于此国内电力系统得以有效保护。该种保护方式利用了多种资源优势，其中部分资源仅为电力网具备，电气二次设计时需注意一些死角，因为这关系着安全可靠性。比如，光缆断裂问题多见于回路状况，常见的50 ms死角在二次设计时应当重点防护。为促进电力系统正常运行，设计时应当加强重视，严格避免二次设计时疏漏问题的产生。对此，最为有效的解决措施和应对方式为电力运行中分别设两个通道，以此来强化纵差保护、从细微之处入手，以此来提高防护效果[1]。

2 继电保护问题及对策

电力二次设计实践中，继电保护至关重要。在这一环节，应当先对电力系统继电加强防护，对原件继电加强安全防护，在确保各环节安全可靠性的基础上才能保证系统运行安全稳定性，一旦出现故障可以完全将其阻隔开来。继电保护之于电力系统的作用是不可替代的，二次设计时需注意以下几点[2]：

第一，一旦发生安全故障问题，继电保护设施可在第一时间将电力系统中的故障位置准确定位和切除掉，以此来降低电力系统损耗，确保其他环节不因此而受到影响，能够保持继续工作。第二，若不正常运行状态出现，继电设施会发出信号，工作人员接到信号以后即可及时排查故障，并且恢复电力系统正常运行。第三，为强化继电保护设施的安全稳定性，可根据需要布设双重配簧，以便于故障问题发生时能够及时将电路切断，从而大大提高电力系统的自动化配置水平。除了可采用上述安全应对措施以后，为尽可能降低安全隐患，针对电力系统以及产品安全性，不同厂家的产品应当尽可能配备两套施工图纸，以免问题发生时不会束手无策。鉴于目前电网多层环网建设已经基本形成，而且供电安全可靠性也比较高，未来电网规划设计以及建设的重点在于理顺结构，将小环网进行打开，然后形成一个大的环网类型的电网格局。采用该种方法，不仅可以实现继电保护系统潮流分布的优化，而且对解决继电保护整定问题以及降低因某线路故障而造成的主保护拒动、其他线路越级跳闸等，具有非常重要的作用。

3 二次电缆优化设计

对于现代化变电站来讲，变电站监控系统中应当对一次设备、二次设备以及监控加强重视，基于二次电缆传递电力设备运行数据信息。二次电缆犹如变电站系统的神经，连接着每一台电力设备，并且对其运行稳定性和安全性保障所起的作用不可小觑。就电力系统而言，电缆应用特别严格，尤其是户外电缆应当做好防水处理，交流电压以及电流采样回路电缆应当选择4 mm2以上截面面积的电缆。从实践来看，若电缆的截面积较小，则会导致电缆压降较大，此时继电保护设施所采集到的数据信息不准确，以致于继电保护设施误判设备故障问题，甚至继电保护出现误动问题。就变压器瓦斯保护系统而言，二次电缆设计过程中应当严禁经中间设备进行转接，而是应当接上一根电缆进入保护室非电量保护屏，切忌超过两台瓦斯继电器同用一根电缆，否则电缆中间转接会造成直流接地并引发瓦斯保护误操作。

二次电缆安装接线一方面要满足电力设备的接线图，另一方面还要充分考虑电缆的具体敷设路径。对于同一个通道中各电压等级电缆而言，应当严格按照电压等级自下而向上进行排列，将其分层敷设于电缆支架之上。同时，还要避免电缆通道与附近热力管线以及腐蚀性介质管道邻近。对电缆两端的屏蔽层进行严格控制，可靠接地处理一定要到位，以免电磁干扰；同时，还要对电缆段长进行合理安排，采用电缆沟、排管、隧道以及桥梁和桥架布设阻燃电缆，成束阻燃性能至少要达到C级标准。二次电缆设计过程中，与电缆敷设在同一个通道的低压电缆以及非阻燃通讯光缆，均应当穿入阻燃管。在串补平台上，电缆应当采取一次和二次设备间防护与隔离措施，比如电磁式电缆应当外穿串补平台并接屏蔽管[3]。

4 二次回路中的寄生回路问题及设计策略

对于二次回路中的寄生回路而言，即保护回路中无多余回路，多见继电保护误动或者拒动问题，这种类型的回路通常难以单纯依靠整组试验来发现，而是应当基于专业人员的技术和经验，严格按照继保原理图来发现二次回路中的问题。寄生回路隐蔽性非常的强大，而且涉及的范围非常广泛，牵涉到很多个专业、查找难度相对较大。在对寄生回路设计时，为了能够有效防止出现交直流混电以及强弱电干扰等一系列问题，应当对屏柜端子严格按照功能分区以及端子分段等基本原则进行布设，以免出现上述问题。从当前国内多数直流变电站而言，其隔离开关控制回路中基本上都采用了直流控制模式进行设计，而且闭锁回路基于监控软件技术来实现逻辑判断，其中动力回路所选配的交流电源为380 V。对于这一设计方案，其问题在于交流电源失电状态下监控软件闭锁逻辑满足操作条件时，监控系统可对隔离开关远程遥控操作，本体机构箱中的接触器可正确动作。然而，因缺少交流动力电源，以致于隔离开关无法动作。此时若监控系统合接地刀闸，可正常操作。若上交流动力电源送上并及时连接接地刀闸，隔离开关因操作直流继电器已吸合而直接动作，以致于电力设备容易出现故障问题。在设计过程中，应当因地制宜，立足实际，不能照搬照抄或者仅凭经验进行设计。

5 结语

电力二次设计关系着整个电力系统的运行安稳定性，因此应当加强重视和技术创新，结合电力系统实际情况以及现场调解，对各环节进行优化设计，既要做好，又要做细，这样才能促进整个电气系统的安全可靠性。

[1]钟澎.智能化变电站中电气二次设计要点研究[J].中国高新技术企业，2014（33）：31-32.

[2]王超.数字化变电站继电保护系统可靠性研究[D].杭州：浙江大学，2013.

[3]陈忻磊.数字化变电站二次系统可靠性研究[D].上海：上海交通大学，2012.