２０１ ３年第２５期 Ｉ总第２６８期） 鸯熊垫 （ＣｕｍｕｌａｔｉｖＮｅｔＯ＿ｙＮ２Ｏ５．２０１ ３ ２６８） ．电气二次设计相关问题探析 黄玲光 （广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁５３００２３） 摘要：变电站二次系统是整个变电站控制和监视的神经系统，二次设备配置及二次回路设计是否完善合理， 关系到整个变电站直至整个电力系统能否安全可靠运行。从电力系统事故经验分析总结得出，酿成系统事故 的除设备质量原因外，往往回路原因也占大多数。因此，变电站二次设备配置和回路设计的合理性和正确性 有着至关重要的作用，推行标准化设计意义重大。 关键词：变电站；二次设计；电磁式继电保护 中图分类号：ＴＭ７７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１３）２５—００１４—０２ 电保护、计算机监控系统、电能计量、直流电源、ＵＰＳ电 源及其他二次辅助系统的设计。下面重点介绍南网工程中 目前执行二次设计方案与以往方案区别较大的二次系统的 设计。 变电站中的电气二次设备是指对一次设备的工作进行 监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行 工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。目前，随着科 学技术的发展，几乎所有变电站已经设计或改造为综合自 动化站，变电站二次部分已由传统的电磁式继电保护、分 立元件保护、电磁式表计等设备变成了微机型继电保护、 计算机监控系统、调度自动化等系统。在数据传输服务、 计算机技术以及自动化技术发展的背景下，无人值守变电 ２＿１系统继电保护 继电保护设备是保证系统安全和一次设备可靠运行的 关键装置之一。当电力系统和设备发生故障时，继电保 护设备应可靠准确快速切除故障，保证系统的设备的安全 站的推行，为满足变电站安全经济运行，二次设备的功能 也有了更大的完善，除上述提到的各种系统外，还包括了 为变电站安全设置的各种辅助系统（如图像监控、时间同 步系统、二次防雷、火灾消防、二次安全防护等）。 发供电，减少或缩小电力系统大面积停电和重要设备的损 坏；当系统发生工况异常，继电保护设备可及时发现异常 并发出信号，供运行人员及时处理或由装置自动调整或毁 除异常情况，保护其他设备的继续运行。 继电保护装置应满足可靠性、选择性、快速性和灵敏 性要求。目前，对继电保护配置方案，各区域电网除执行 １ 电气主接线基本要求 变电站的电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行 的关键，是电气设备布置和选择、自动化水平及二次回路 设计的原则和基础。 ＧＢ１４２８５《继电保护和安全自动装置技术规程》外，均有 各区域相适应的指导性的配置规范，如目前南方电网工程 电气主接线的设计应根据变电站在电力系统中的地位 和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要 求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出 线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡电力系统线 路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等 条件确定。电气主接线应满足可靠性、经济性和灵活性要 求。在配合主接线设计的过程，二次专业主要要考虑以下 三方面： 应执行南方电网系统２０１２（５６号）《南方电网继电保护配 置规范》，该规范包含了１０～５００ｋＶ系统继电保护的配置原 则、配置方案。其中与以往设计方案相比较，有较大区别 的内容有以下六点： ２．１．１ ２２０ｋＶ及以上系统双重化配置的线路、变压器 和母线保护应采用不同厂家的设备。 ２．１．２新建、改造厂站的保护装置与继电保护信息系 统子站及站内自动化系统的接口宜采用符合ＩＥＣ６１８５０标准 第一，提高主接线可靠性和安全性。配合变电站变电 的规约，并具有完善的自我描述功能。 ２．１．３ ５００ｋＶ线路原则上配置两套光纤电流差动保护。 ２．１．４集成式保护装置推广应用，５００ｋＶ线路保护宜 集成过电压及远方跳闸功能，当线路纵联保护采用光口 方式时，过电压及远方跳闸保护与纵联保护共用光口。 接线进行设计，要选取现代化自动装置和高质量设备，提 高主接线的可靠性。第二，要尽量减少经济投资。要在一 定的范围内控制设备经济消耗，保证选取设备经济效益合 理。第三，保证满足变电站在运行中的相关要求。 ２２０ｋＶ线路保护宜集成有断路器三相不一致保护和过流保 护功能。 ２变电站的二次设计 在进行变电站的二次设计过程中，设计人员要根据变 ２．１．５ ２２０ｋＶ线路双重化配置的两套保护配置各自独 立的电压切换装置。 电站的运行环境、电气主接线等，对变电站进行系统继 １４ ２．１．６ ２２０ｋＶ母线应按双重化原则配置两套母线差动 保护和失灵保护，母线保护配置的断路器失灵保护具有失 灵电流判别功能。 ２．２计算机监控系统 计算机监控系统就是利用计算机（通常称为工业控制 计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的 系统。计算机监控系统可实现对变电站内数据的采集与处 理功能、控制操作功能、报警及处理功能、事件顺序记录 （ＳＯＥ）、事故追忆功能、远动（ＲＴＵ）功能以及人一机联 系与运行管理功能。 南方电网区域计算机监控系统是采用分层、分布式网 络结构，以间隔为单位，按对象进行设计的系统。系统由 站控层和间隔层两部分组成，间隔层与站控层采用冗余配 置的以太网方式组网。 与以往工程比较，南网新标准设计要求，计算机监控 系统接口推行采用符合ＩＥＣ６１８５０标准的规约，并具有完善 的自我描述功能。 ３变电站二次设计注意问题 ３．１标准化设计 目前，无论国网，还是南网，均在推行建设智能、绿 色电网。把节能、集成化的理念整合到各二次设备装置 中。但是，在集成化设备应用过程中，对于应用于旧变电 站时相关二次回路整合的设计，要充分考虑现场使用条 件，以免引起装置功能的冲突，￣ＩＩ２２０ｋＶ线路保护集成了 过流及三相不一致保护时，在设计二次回路时就要注意集 成装置后，装置如何与原有的母差相配合等问题。 ３．２反事故措施落实问题 反事故措施是运行生产部门多年来在众多事故和经验 的基础上提炼出来的技术结晶。设计人员必须认真学习领 会，并在设计过程中灵活应用。 ２０１ ｌ￣ＩＥ３月２０日，某变电站＃ｌ主变在恢复送电过程中 发生一次开关非全相合闸且断路器三相不一致保护和本体 三相不一致保护都不动作的事件。检查发现由于电气三相 联动分相操作的＃１主变２００１断路器控制回路设计不合理， 在２００１断路器汇控柜内Ａ、Ｂ相“远控／近控”切换把手接 点接触不良，＃１主变２００１断路器Ａ、Ｂ相控制回路开路时， 控制回路断线监视回路未能正确动作告警，非全相合闸后 又由于位置监视回路不能正确动作造成＃１主变２００１断路器 三相不一致保护不能动作，扩大事故范围，造成与之相联 的主变５００ｋＶ串内的两台断路器５０１ １、５ｏ１２￣ｇ闸，２２０ｋＶ侧 ２００１断路器跳闸，还有另外一回２２０ｋＶ线路跳闸的事故。 根据“南方电网反事故措施汇编”要求，为防止类似 事故重复发生，结合事故原因，经过对设计回路的分析， 设计需要对原２００１断路器相关回路进行完善，将断路器合 闸控制及跳位监视回路改为分相控制和监视，分相合闸， 确保能对合闸回路进行有效监视，以保证非全相保护的正 确动作，回路修改方案，要求落实到今后类似工程回路设 计中。 ３．３二次设计细节问题 在进行变电站变电二次设计的过程中，设计人员要对 设计中的细节问题进行全方位分析，对设计中可能出现电 缆、寄生回路问题进行深入研究，提出有效的解决方案。 二次设计存在的问题可能在调试过程中不容易被发现，长 时间也不会出现异常，但是很可能导致出现设备事故。因 此，在进行二次设计的过程中，设计人员要对以下问题进 行研究，提高设计应用效果。 ３．３．１二次电缆相关问题。在进行二次电缆设计的过 程中，设计人员要根据二次回路的重要性对电缆走向进行 合理安排。设计人员要在设计的过程中对二次变电站室外 电缆要采取防护措施，采取阻隔燃、屏蔽电缆等。 ３．３．２防止二次寄生回路。在进行设计的过程中，要 坚持实现“由不同熔断器供电或不同专用端子对供电的两 套保护装置的直流逻辑回路不允许有任何电的联系，如有 需要必须经空接点输出”。微机型装置如需和外部保护发 生联系，要对开关输出问题进行分析，将外部保护的无源 空接点经过本装置的光电耦合隔离器件经入本装置，提高 对微机型装置保护装置的连接效果。要确保保护装置的内 回路选取内部电源，本装置外回路进行无源控制，防止造 成相关的电源之间形成寄生回路，降低寄生回路造成的电 源损坏事故。 ４结语 在进行变电站二次设计的过程中，设计人员应熟悉变 电站二次设计遵循规程规范，执行标准设计，对变电站 二次设计相关问题进行分析，加强细节设计，认真执行反 措，从本质上提高变电站二次设计的安全性、可靠性。 参考文献 ［１】张宏阳．变电站改扩建工程的电气二次设计［Ｊ】＿北 京电力高等专科学校学报（自然科学版），２０１１，２８ （９）：９Ｏ．９１． ［２】殷洁敏．变电站改建工程的电气二次设计［Ｊ］．云南电 力技术，２０１０，３８（４）：８８．８９． 【３】余红．１１０ｋＶ￣电站二次系统设计方案分析［Ｊ］．北京 电力高等专科学校学报（自然科学版），２０１１，２８ （５）：８１．８２． ［４】 南方电网继电保护配置规范（Ｑ／ＣＳＧ１１００３９－２０１２） ［Ｓ］． １５
