对变电二次设计过程中的问题探讨

吴小云

（佛山市辰誉电力设计咨询有限公司，广东 佛山 528000）

1 二次设备选型问题

1.1 零序保护

在110kV及以上电压等级的系统中，单相接地故障占总故障的90%以上。线路保护中快速切除单相接地故障的保护一般采用零序电流保护。零序电流保护中一般采用零序电流3Io和零序电压3Uo构成的方向元件。

1.2 母绒电压切换

在双母线接线的变电站中，每个间隔距离保护所需的二次母线电压和直流电源均通过相应运行的母线侧隔离刀闸的辅助接点进行二次切换。如果隔离刀闸的辅助接点在运行过程中接触不好或是在母倒过程中切换不到位，就会使距离保护失压，极有可能造成距离保护误动作。为此部分厂家将电压切换箱内的切换继电器改为双位置继电器，有效地解决了这个问题，如图1。当断路器在I母运行时，I母刀闸常开接点闭合（I母常闭接点断开），双位置继电器动作线圈带电，ZJ1的常开接点闭合，保护装置采用I母电压。运行中当I母刀闸常开接点接触不好时，ZJ1动作线圈失电，但ZJ1的常开接点不会返回，因为它只有在I母刀闸拉开，常闭辅助接点闭合，ZJ1复归线圈带电时，ZJ1的常开接点才会返回。以上动作原理能充分保证母线刀闸在正常运行中或倒母切换中距离保护不会失去母线电压，有效地防止了保护误动作。

2 设计要与反事故措施紧密结合

反事故措施（以下简称反措）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。下面结合几起典型事故，说明设计与反措结合的重要性。

某110kV变电站事故前l1OkV，35kV，1OkV母线为单母运行方式，1#主变运行，中性点不接地。1OkV配电室内的主变进线柜中的开关与CT（CT装在开关与l刀闸问）之间发生相问短路。主变低压侧后备保护动作，但由于主变开关开断不彻底而没有切断短路电流。由于故障点在主变差动保护区外，而高压侧复合电压闭锁过流保护灵敏度不够，故差动保护和高压侧后备保护也未动作。在1OkV柜内放电起弧期间，开关柜所带的高电位经开关柜内烧焦裸露的控制电缆直接窜人了控制室内的交直流回路，致使直流屏总回路导线对屏柜螺栓多处放电，导致全站直流消失。由于故障不能切除，持续的短路电流使主变绕组过热，造成高压绕组接地，从而使上一级开关的零序保护动作跳闸，最终将短路电流切断。

事故调查中发现造成零序保护拒动的原因为电互感器二次多点接地。反措中要求变电站中所有电压互感器的中性点必须连在一起后一点接地，接地点宜选在主控室中央信号屏上，而且主绕组的中性线和开口三角零序电压的中性线必须分别引入主控室，不得合用一根电缆芯。由于存在多点接地，大电流接地系统中线路单相接地时，部分一次故障电流通过地网流过场地到主控室的零序电压中性线，使接人保护装置的零序电压的相位和幅值发生较大的随机性变化，从而导致零序保护拒动或误动，造成事故扩大。因此设计人员必须要注意避免此类问题再次发生，尤其是在变电站增容的设计过程中更要注意。

3 二次设计需注意的细节问题

在变电站的二次设计中，细节问题容易被忽略，而有些细节问题是致命的，它可能在调试过程中未被发现，也可能运行很长时间也不会出现异常，但是极有可能在事故过程中起到推波助澜的作用。因此设计人员必须在设计中不断积累经验，重视细节，否则将会给没备运行带来严重的后果。

3.1 二次电缆的相关问题

二次电缆设计时要根据二次回路的重要性安排电缆的走向。比如在有的设计中设计人员图省事，在主变瓦斯继电器的回路中采用一根电缆，但是实际上主变本体上有主瓦斯和有载瓦斯两个瓦斯继电器，而两个继电器不在一处，使用一根电缆会造成部分电缆芯外露，尽管安装时会采取防护措施，但是防护措施毕竟不如电缆的改装保护耐用，时间一长就会造成电缆损伤，雨雪天气容易引起盲流接地，甚至保护误动。因此没计时应考虑一个单独没备采用单独电缆，这样就可以避免出现以上问题。

3.2 防止二次寄生回路

“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同路间不允许有任何电的联系，如有需要必须经空接点输出。”如采用微机型装置，则涉及到开关量输入输出问题。微机装置如需和外部保护发生联系，外部保护的无源空接点经过本装置的光电梢合隔离器件经人本装置；外部保护需要和本装置发生联系时，本装置的无源空接点经过外部装置的光电耦合隔离器件经人外部保护装置。总之，保护装置无论是内部还是外部的任何回路必须全部采用本装置的内部电源。外部联系回路只能是无源的，否则会造成不同电源之间的寄生回路，造成电源损坏。

3.3 部分典型设计回路并非一成不变

多年来常规保护设计积累了大量典型设计方案，但是随着微机型二次装置、综合自动化系统和新型一次设备的大量应用，许多典型设计回路需要根据现场实际情况作相应变更。以变压器过流闭锁有载调压回路为例进行说明。常规变压器保护设计中，用过流保护电流继电器的常闭接点串人有载调压操作回路的公共回路实现调压闭锁目的。当变压器过流时。过流继电器动作（由于复合电压继电器正常情况下不动作。过流保护不会出口），常毕接点断开，从而使有载调压回路暂时失灵作用，从而实现过流闭锁有载调压的目的。随着综合自动化系统的大量应用，微机保护巾的过流闭锁调压继电器普遍采用小型化继电器。有的甚至是集成块式继电器，有的接点并不是常规意义上的接点。而是通过光电隔离器形成的接点，这些接点和常规电流继电器的接点相比普遍存在断弧容量小的缺点，实际运行过程中时常出现接点甚至是继电器烧损的情况。为了解决这个问题，可以设计这样一个回路，用过流闭锁凋压上常输出接点启动一个新安装的小型化直流接触器，然后由接触器的常开接点串入有载凋压操作回路的公共回路实现调压闭锁。这个回路的改动仅解决了小型化继电器接点短弧容帚小的问题，而且避免了交流动同路直接进入微机保护装置而造成的强电磁干扰。

结语

总之，随着综合自动化系统、微机型继电保护装置和高频开关电源等新型技术在电力系统的不断应用，给二次系统的设计、维护和运行带来了极大的便利，但是电力系统运行环境未变，对二次设备的要求反而越来越高。二次回路设计既要把握重点，又要重视细节。使二次系统真正成为电力系统的安全屏障。

[1]刘贵水，赵逢荣.变电二次设计相关问题探讨[J].科技资讯，2008（19）.

[2]张晓亮，李江龙.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].科技情报开发与经济，2006（24）.