电气二次设计常见问题探讨

黄敏丽

摘要：一次系统设备在电力系统中处于基础地位，二次系统设计的主要目的是通过对一次设备的监控，提升电力系统运行的稳定性。发电工程，电能输配设备，自动化系统，继电保护装置和安全闭锁装置是现代电力工业技术的主要组成方面。在电力行业不断创新与发展的过程中，对发电装置的发电能力及输配电设备的可靠性要求不断提高，因此，对自动化系统的工作稳定性及继电保护和安全保护的保护能力的要求也随之不断提升。随着我国用电量的不断提升，电力系统的复杂程度和线路密集程度不断提升，通过优化电气二次设计，为电力系统的安全运行提供必要保障是现阶段研究的热点。本文针对现阶段电气二次设计中的常见问题，提出了相应的改进措施，对实际工程实施具有指导意义。

关键词：电气;二次设计;常见问题

中图分类号： TM63         文献标识码：A

1 电气二次设计概述

和电气一次系统设计相比，电气二次设计需要考虑到的因素也较多，如变电站中涉及的一次设备及其运行特点、技术经济指标等。电力系统中涉及到多种二次系统保护装置，各个保护系统之间应能实现协调运行，并且各套保护之间应相互配合。如主变成套继电保护装置，线路保护装置和故障录波器等，各套保护之间应协调运行，保证电力系统的安全稳定运行。整个二次系统可以实现对电力一次系统的可靠保护，当电网发生故障时，也可以通过分析各套二次系统中记录的数据进行故障的综合判断，这样得到的信息也较为全面，也能够为今后处理类似的故障问题积累一定的经验。加强电气二次系统中的保护设计，可以保证当变电站中出现故障时，保护能够可靠动作切除故障。

2 影响保护动作可靠性的因素

在分析提高继电保护装置的动作可靠性的方法及措施之前，首先需要分析影响继电保護装置的运行可靠性的因素，在对影响因素分析的过程中，应着重从多个角度进行分析，确保各个方面都能准确得到覆盖。

在电气二次系统的设计中，配置的保护数量，对于后期变电站的运行安全也具有重要的影响。此外对于继电保护装置中下灌的整定值，首先应加强对整定值的计算，保证整定值的准确。其次，应准确对计算出的整定值进行下灌，随着继电保护装置运行时间的变长，应对保护装置中的整定值进行核查是否与定值单中的计算结果相符。

对于变电站中的电力运行监控系统，首先应保证运行监控系统能够安全运行，不出现系统瘫痪等问题，其次应加强对电力运行监控系统的使用，及时发现继电保护装置存在的缺陷。若继电保护装置出现问题，则在变电站内的监控系统中可以加以反映。以上环节中都有可能会影响继电保护装置的运行可靠性。

3 安全防误设计

从实际应用的角度来分析，电气二次设计中的安全防误主要包括以下几个方面：（1）应降低开关设备误合和误分的概率;（2）尽量避免带电间隔连接;（3）不允许设备在带电情况下与地线相连;（4）在有负荷的情况下，避免刀闸的相关操作;（5）接地线与开关应避免连接;（6）安装相应的闭锁装置。随着我国电力工业的不断发展，电力维护工作的技术含量及操作复杂度也日益提升，相应的对于电力设计和维护人员综合素质要求不断提高。从现阶段我国电网的工作特点和运行状况来分析，防误装置的管理力度和操作人员的操作水平是亟待提高的方面。为此建议完善管理日志制度，对关键设备实行定期检修制度，落实工作责任制。如果在电气二次设计中，电动刀闸位置没有设计电气闭锁结构，则应在每次操作后切断电源。

4 继电保护设计

继电保护措施是否得得当直接影响电网运行的安全性，同时继电保护措施及设备应具备足够的可靠性和灵敏度。测量元件，逻辑元件和执行元件是继电保护系统中最重要的三个部分。继电保护通常包括元器件的继电保护和系统继电保护两方面，继电保护装置的基本职责包括以下三方面，首先，继电保护装置应在电网运行过程中及时判断其工作状态，在故障发生的第一时间，将与之连接的设备切断，尽可能的控制事故范围，同时保证电力系统中的其他环节不受影响。其次，实时检测电气原件的工作状态，对于工作异常的原件，借助于告警装置，通知值班人员和维护人员前来处置，降低电力系统维护时间。最后为提升继电保护装置的可靠性，可在原有基础上设计一套双重配簧，其中切断电路的自动化操作程度。统计近一段时期我国发生的停电事故，大范围保护连锁和保护拒动引发的占比非常高。一旦继电保护装置存在问题或发生故障，则电力系统运行的稳定性及安全性将大大降低，一旦发生故障可能引发大范围的停电事件。为此建议采用具有自我诊断功能的保护设备，及时监控自身运行情况;同时完善现有的管理制度，制定详细的故障处置应急预案;在每次检修之后，进行阶段性的总结和汇报。同时如果在一套系统中使用不同厂家提供的继电保护装置，应当准备两套图纸，以减少后期运维过程中的问题。

5 智能变电站中电气二次设计分析

智能变电站电气二次设计原则，首先，电气二次设计应严格遵循变电站设计技术规范和智能变电站即便保护技术标准等相关要求，其次，在保证各设备安全运行的同时，能够实现站控层、监控层关键设备之间的信息传输，最后，电气二次设计不应妨碍智能变电站对于数据监控的要求，各项监测数据可以通过专用网络传输到控制终端。为此分析研究智能变电站二次设计的主要技术手段包括以下方面。（1）保护装置配置。变电站中的每台普遍电器应配备两台变压器，在低压侧与高压侧建议分别设置一个操作箱，以完成高低压侧断路器的闭合和断开操作，推荐使用主控合一的模式，主保护应使用瓦斯保护和差动保护相结合的方式，两者共同动作完成变压器两侧断路器的瞬时跳开作业;后备保护应设置在高压侧，建议使用复合电压闭锁过流保护和间隙过滤保护方式，设置不同的挑开保护时限。此外变压器本体保护建议设置分段保护装置。（2）优选智能设备。智能变电站电气二次设计中的智能设备应符合IEC61850标准的要求，并依据建设地设备的经验条件，着重考虑智能开关和电子式互感装置，在选择中应着重注意以下3点，首先智能开关的选择应选择，满足智能控制的开关模式，同时具备有强大的在线监测能力，能够提供相应的数字化信息。其次，智能设备与智能终端的连接过程中，应当满足智能变电站基本运行要求的前提下，提供相应的数字化支撑，但应考虑该种模式的费用成本。最后，电子互感器主要有无源性互感装置和有源性互感装置两种类型，低功率线圈和电磁式电流互感器属于有源性互感装置，其最主要的特征是能够实现电子电路和电源的匹配，最大化的解决电源稳定性方面的问题。而无源性护管装置造价较高，使用较少。

结束语

电气二次系统设计是变电站规划设计中的重要内容，重点应对变电站中的保护装置、电力监控系统和自动化通信系统等进行可靠的设计，保证后期变电站在运行的过程中不会出现较大的问题，本文所述的变电站二次系统的设计方法对于提高变电站的二次系统设计水平具有一定的价值。

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