有关变电二次设计的分析与探讨

2012-09-06 00:54叶冰香
城市建设理论研究 2012年22期
关键词:注意事项变电站设备

叶冰香

摘要:在变电站的二次系统中,已经成为整个电力工业变电站监测与控制的主要系统,只有提高回路的安全性、可靠性,才能确保变电站以及电力系统的合理运行。因此可以说,变电站二次设计具有一定现实意义与应用价值。

关键词:变电站; 二次设计; 设备; 注意事项

中图分类号: TM411 文献标识码: A 文章编号:

在变电站运行过程中,二次部分主要对一次设备的工作状态进行实时监控与调整,以发挥有效的保护作用;在设备与系统的日常运行过程中,通过有效的调节措施,及时应对各种可能出现的故障或风险,对支持电力系统稳定运行发挥至关重要的作用。随着各种自动化技术、信息技术的发展,以及我国电力需求量的不断增加,对二次设备的功能也提出全新要求,因此提高设计的可操作性、可行性,将成为必然发展趋势。

变电二次设计要点

1.1 变电站的后台系统

在以往变电站综合自动化系统的设计过程中,后台监控机的选择问题往往被忽视。由于系统后台监测控制设备需要持续不间断的运行,对处理数据的要求非常高,运行效率较快,并且时刻处于强电磁环境中。因此在设计过程中,应客观考虑各种影响因素,重点强调恶劣环境中的设备运行稳定性。以我国大多综合性自动化变电站的设计来看,一般采用家用机或者商用机作为后台监控设备,但是在运行过程中经常出现故障,难以确保工作的顺利开展,甚至造成变电系统的不安全运行因素;因此为了确保该设备的安全性、稳定性运行,在设计过程中可以为后台监控机设备配置不间断的高品质电源[1]。

在设计过程中,应考虑采取交直形式,以两路输入电源为主,一路为可两用的逆变器,另一路为变电源。在正常运行的情况下,只采用站用变交流电源即可,而通过逆变之后,已经形成净化的交流电源,可供后台监控设备使用。如果站用电已经消失,此时直接启动直流系统中的直流电源,完成逆变交流之后,可供后台监控设备运行所用;如果站用电已经恢复,可保持正常运行状态,则采取站用电进行供电。一般情况下逆变器容量约为500-1000VA。通过采用逆变器形式,可有效避免后台运行的交流电源发生中断,减少站用电流的波动性,有效控制谐波干扰问题,获得良好效果。

1.2 零序保护作用

对于110kv以及110kv以上的电压系统,一般出现单相接地故障的可能性较大。因此在保护线路中,通过零序电流保护形式快速将单相接地故障切除。一般情况下,零序电流保护中的电流为3I0,电压为3U,以方向元件形式作业。

1.3 母线电压的切换作用

在变电站中采取双母线接线形式,对于每个间隔中保护作用所需要的直流电源、二次母线电压等,都可以通过正在运行的母线辅助接点,完成二次切换过程。在运行过程中,如果隔离倒闸所用的辅助接点发生故障,可能造成保护失压问题,并以此引发误动作,后果不堪设想。因此为了解决这一问题,可以将切换继电器改变成双位置继电器,就可有效改善这一问题[2]。如果断路器处于I母运行中,此时I母的刀闸中常开接点呈闭合状态;而双位置的继电器动作圈为带电状态,则ZJ1的常开接合点处于闭合状态,同时以I母电压作为保护装置。在运行过程中,如果I母刀闸的常开接点发生接触不良现象,则ZJ1动作圈就会失电,此时ZJ1的常开接点不会自动返回。通过这一运行过程,可有效确保母线刀闸的正常运行,同时避免保护误动作的发生。

变电二次设计的注意事项

在变电二次设计过程中,往往忽略了一些细节性问题,而正是细节的失误,可能引发无法挽回的损失。这种细节的问题,可能在调试过程中不会发现、在运行过程中也不会表现出来,但是一旦发生某一节点的故障,细节问题将成为最后的“推动剂”。因此结合以往工程经验,加强对二次设计的细节关注,非常重要。

2.1 二次电缆的设计

二次强调主要指直流110v电源与直流220v电源;二次弱电则是24v以下的直流电源。如果出现强电传入弱电回路现象,其引发的事故后果不堪设想。随着微机型二次装置的应用与完善,可有效保障装置的抗干扰能力,同时不宜设计过多的电容量。在直流电源的回路中,全站等效电容是非常重要的因素,如果不能加强注意,可能给交流回路进入直流回路提供可能性。因此在二次设计时,应充分考虑交直流回路之间、强弱电回路之间的干扰问题。另外,强电与弱电、交直流等不能共用一根电缆,在对保护屏的端子进行排列过程中,应注意将强电、弱电以及交直流端子分隔[3];为了更好地避免电磁干扰问题,确保微机保护设备的正常运行,应该加设抗干扰电容器,对于保护装置中的电压、电流以及信号引入线等,应该选择屏蔽电缆。

2.2 防控二次寄生回路问题

在变电站的二次设计过程中,不允许某一个独立保护的回路连接到另一个独立保护的专用端子中,避免引入直流正电源或者负电源。但是这一问题却往往在二次设计中被忽视。对于一套独立的保护装置来说,如果直流回路并没有全部来自该保护中,那么不会对运行过程产生过大影响;但是一旦需要处理运行缺陷,并且需要将二次接线打开,那么二次回路中电阻的分配就会出现变化,进而形成寄生回路,引发保护误动现象[4]。

在设计专用电源端子过程中,应考虑端子排是否设计充足,且确保端子排中每一颗螺丝都压在一根线中。对于不同熔断器的供电装置或者不同端子对供电系统实行的保护装置,在直流逻辑回路之间不能产生任何联系,如果不能避免,则应该采取空接点形式进行输出[5]。对于保护装置来说,无论是内部回路还是外部回路,都必须应用本装置中的内部电源,而外部联系的回路则为无源性质,否则可能造成不同电源之间产生寄生回路,对电源造成破坏作用,需引起足够重视。

2.3 典型设计回路问题

在常规性的保护设计中,具有诸多典型的设计方案,但是随着综合化系统、自动化运行系统以及新型一次设备等应用,很多典型设计的回路已经不适应现场实际情况,必须作出相应调整,才能更好地发挥效应[6]。例如,在常规的变压器保护设计过程中,一般以过流保护电流的继电器中常闭接点串入到有载调压的操作回路中。如果变压器发生过流反应,并且过流继电器发生动作,则长闭接点就会断开,此时有载调压回路就不再发生作用,进而实现过流闭锁的有载调压目标。随着各种各样综合化、自动化系统的应用,在微机保护系统中,过流闭锁调压继电器大多以小型继电器为主,还有一些采用集成块式的继电器,而个别接点与常用模式有所区别,主要通过光电隔离器而实现接点作用,但是与常规接点相比,普遍存在断弧容量小的问题,在实际运行过程中也可能烧坏继电器。

因此,为了解决这一问题,就必须采用过流闭锁调压设备,将小型的直流接触器启动,然后接触器中常开接点与有载调压操作回路进行串入设计,完成对公共回路的调压闭锁功能。这样,就可有效避免继电器中接点短弧容量有限的问题,也可避免交流动力回路进入到微机保护装置中,减少强电磁干扰,确保电路稳定运行。

参考文献:

[1]殷浩敏.变电站改建工程的电气二次设计[J].云南电力技术,2010(4)

[2]逯彦江,张琦.谈110k综合自动化变电站的电气二次设计[J].建材发展导向,2011(10)

[3]王帆,马海龙.浅析综合自动化变电二次设计过程中的细节问题[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2011(12)

[4]蔡建威.变电站二次继电保护设计方法及问题[J].城市建设理论研究(电子版),2012(14)

[5]赵立,杨陆卫.浅谈变压器二次引线装配的工艺规范[A].第五届全国变压器技术自主创新研讨会,2009

[6]齐慧,戚振彪,吕勇,朱利民.智能化变电站在工程设计中的实现[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2011(z1)

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