变电二次设计问题及解决办法

王锐

摘 要：随着我国变电行业发展的越来越迅速，在电力系统中，作为输配电的重要保证，变电所承担了变电运行的大部分工作，也同样是电网的重要组成部分。在变电设计中，变电二次设计就是对设备的控制和保护的过程。在变电二次设计上应有基础、简单、可靠的操作，既要向着节能环保和经济合理的方向发展，又要做到严格遵循国家相关的法律法规规定，因此，在满足电力行业和电网需求的同时，也需要对电网安全运行有一定的要求。变电二次设计在电力系统设计中属于一个重要环节，在变电所电力运行中安全运行的水平和质量则有重要的影响，因此，做好二次设计则更为重要。本文则针对变电二次设计做简要分析，然后提出存在问题及解决办法，以供参考。

关键词：电力系统 二次系统 设计问题

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0030-02

变电二次设计属于继电保护和自动装置的混合配置的设计问题。在继电保护和自动装置功能的合理配合下，电网结构和电力系统电力设备的安全运行是由运行方式和合理故障类型为依据的，应选择可靠性、灵敏性、机动性这些基本要求的保护装置来进行配合。同时在遵循国家和电力行业的相关原则和标准下，积极运用科学成熟的标准和设计运行，在满足电网企业对二次设计的要求情况下，对变电设备进行保护。

1 变电二次设计分析

1.1 变电二次设计自动化

变电站的综合自动化的基本功能包括：（1）监视和控制功能。数据采集：模拟量采集、状态量采集、脉冲量采集，同时具有人机联系功能、打印功能、数据处理与记录功能。（2）微机保护。继电保护功能、低周低压减载功能、通信功能、时钟同步功能、自诊断功能。

1.2 变电站的二次系统

进行变电站的二次系统通用设计的目的就是为了统一建设标准，统一设备规范；加快设计、评审、建设等换届工作进度，提高工作效率；降低变电站建设、运行成本和维护成本；变电站的二次设计中二次系统将以往变电站综合自动化系统的设计中经常忽略的后台监控方面也进行了完善。后台监控在运行中往往会面临着很多问题，最为常见的就是数据数量大，要求高，运行速率快，一旦出现问题，很容易造成较大的误差，因此，在二次设计中，会考虑到采用交直形式确保设备的安全性和稳定性。交直形式是采用两路输入电源为主，一路可作为两路的逆变器，另一路作为变电源。正常运行时，只采用变交流电源，如果变电站用电已经消失，此时直接启动直流电源就可以供给后台监控设备正常使用，这种采用逆变器的形式，可以减少变电站的电流波动，获得较为可观的效果。根据DL400-1991《继电保护和安全自动装置技术规程》变压器应该设置一定的保护配置。继电保护装置指继电保护装置能反映电气设备的故障和不正常工作状态，并自动地、迅速地、有选择地将故障设备从系统中切除。比如：装备气体保护可以反映油箱内部各种短路故障和油面降低；装备纵差保护或者电流速断保护，可以切除变压器绕组和引出线间的短路故障，尤其是当电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，更应该安装纵差保护。

2 变电二次设计中的常见问题

2.1 变电二次设计中的回路问题

在变电二次设计中，二次回路连接问题也是容易被忽略的，首先应当保证回路连接的正确性，不接错回路，错误的回路将导致二次设备无法正常运行，系统的保护装置功能也无法正常实现，这样将会导致电阻分配不均匀，出现严重的误动故障。在变电二次设计中更应该考虑到具体的工作环境的差异性与实际情况，避免一些经典的回路设计被反复利用的情况出现，应当做到因地制宜，符合电力生产部门对地区电网调度安全运行的相关要求。

2.2 二次电缆设计问题

电缆设计过程中变电二次设计至关重要，一旦变电二次设计环节出现问题，不仅会影响设计环节内的电缆功能，同时还可能会影响到整个运行设备中其他设备的运行，严重威胁到设备的整体安全稳定运行。因此，在进行电缆敷设设计时，设计人员必须要充分考虑各方面影响因素，进行电缆敷设环节的明确分类。由于动力与控制电缆分属于不同支架排列，一般二者是自下而上的排列方式。随着我国变电行业规模的不断扩大，变电设备种类逐渐增加，变电站电缆连接数量越来越多，不少变电站存在電缆敷设浪费、问题排查困难，严重影响了变电站改造和扩建，不利于变电站的长期可持续发展。设计人员只有严格进行电缆敷设，合理规划敷设路径，尽量避免交叉敷设。常见的电缆排列方式有平行排列、三角形分项排列以及品字形接触排列。平行排列也就是不对称排列，它很容易造成电缆套环流大、三相电缆电流分布不均匀和外部空间磁场大等相关问题。实际工程应用当中，施工设计人员可利用电缆相间距增加的方式增加电缆额定电流改善这类问题，设计人员要综合实际情况，制定科学合理的电缆敷设设计方案，更好地满足变电运行需求。

3 完善变电二次设计的措施

3.1 加强二次回路设计

设计人员在做PT回路设计时，一定要确保回路只能有一点接地，特别应注意在做带旁路母线的变电站设计时，对旁路PT回路由于切换原因造成PT两点接地、PT回路在保护屏和开关端子箱两点接地等情况要仔细分析，防止造成PT两点接地使保护误动。严格遵循电力设计标准，设计过程中要保证线路保护箱防跳功能取消方便，实施断路器三相保护不一致，进一步体现断路器跳合闸压力闭锁和断路器防跳等功能。线路保护装置每套均具备重合闸功能，并采用重合闸相互闭锁和启动方式，具备重合闸功能的线路保护装置大都设有“停用重合闸”压板，该压板在使用时，任何故障均可实现三项跳闸。三项跳闸功能通过保护装置内部逻辑判断来实现，外部接线则可以全部省略。国网公司输变电工程需要严格按照通用设计标准要求：利用失灵保护跳闸接点的方式实施线路保护，以微机型母线保护装置启动来开启断路器失灵保护；采用母线保护失灵电流判别功能来实现双母接线断路器失灵保护。

3.2 做好电缆的敷设和设计工作

鉴于电缆本身特点所导致的缆芯暴露问题，这也在一定程度上影响电缆具体功能。因此，实施电缆外部保护十分重要且必要。我国变电站进行电缆敷设时，所采用有机防火堵料含有大量的氯化石蜡，其中的氯离子会与空气中的水分发生化学反应，形成盐酸，对电缆表皮和金属物造成严重侵害。同时，厚重的有机防火堵料会造成电缆表面散热困难，致使电缆局部温度过高，加速化学腐蚀。随着科技的发展进步，另一种新型环保材料的推出，改变了这一状况，建立变电站优先考虑这种无腐蚀性、无毒、不含卤素的新型防火封堵材料实现对电缆和金属的有效保护，延长电缆使用寿命。

4 结语

综上所述，近年来我国科技发展水平在不断提高的情况下，电力系统的新型技术研发也在不断提升，为变电系统的稳定运行提供了有利支持，同时在电力系统稳定运行下也实现了变电系统的自动化运行，同时达到了国家相关标准要求的高效、安全、稳定的运行目标，在先进的继电保护状态下，继电保护设备也在不断应用，进而促进了电力系统的不断健康发展，在加强变电二次设计的同时，也应不断提升设计的准确性、科学性、先进性，只有这样才能够在未来的电网设计中产生更大的影响。

参考文献

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