电气二次设计常见问题分析

毕然

摘  要：在一个完整的电力系统当中，一次设备在其中处于基础地位，随着我国对用电总量的需求不断提高，电力系统的线路密集程度越来越高，同时在此阶段，设备也在不断更换，对于电力运行的安全性有了更高程度的要求。二次设备包括了继电器以及自动装置和各种电表等，可以完成对一次设备的监测，可以说已经成了整个电力系统运行稳定性的必要保证。所以在这种情况下，就需要做好电气二次设计。该文针对电气二次设计当中的相关问题进行了分析。

关键词：电气二次设计;继电保护;二次接地;电压互感器

中图分类号：TM77     文献标志码：A

现代的电力工业技术主要由3个方面构成。分别是发电、输配电设备、继电保护以及安全闭锁装置和自动化系统。在电力工业的不断发展过程中，发电以及输配电设备的可靠性不断提高，继电保护以及安全防护动作准确率以及速度的提高以及自动化系统工作稳定性，可以说对于现阶段的电力工作发展而言，这3种技术不可分割、共同促进。其中继电保护以及各种安全防护装置的应用可以有效地提高整个电力系统运行的可靠性，统称为二次设备。

1 安全防误设计

电力现在已经成了人们生活和生产过程中应用最为广泛的能源，同时电力的生产也已经成了我国重要的能源经济支柱，在这种情况下，需要做好安全防误工作，保证电力系统的平稳运行。一次设备构成了电力生产的基础，为了避免设备的故障，就需要安装防误装置，这也是二次设计当中的重要环节。安全防误装置的设计当中，首先需要保证结构设计不得过于复杂，以免给后续维护工作的开展带来困难;所应用的设备需要符合专业操作需要，不得对隔离刀闸等结构的工作构成影响。结合实际应用情况来看，防误装置主要包括了以下几个方面：避免开关设备的误分、误合;避免在带电的情况下与地线相连接;避免与带电间隔相连;避免在带有负荷的情况下进行刀闸的操作;避免与接地线开关相连。所以为了满足于上述要求，达到降低误操作的目的，则需要安装闭锁设备。

在当前的电力安全维护工作当中，应用的技术越来越先进，也越来越复杂，对于工作人员的素质与专业能力要求也在不断提高。基于现阶段电网工作的特点来看，需要首先提高防误装置的管理力度，提高管理人员的操作能力，同时建立管理日志，记录各种故障发生的类型。结合当地电网的运行情况，建立相应的管理制度，定期检修，落实责任制度，保证防误设备的工作效率。在设备管理工作当中，做好电动刀闸操作箱的管理工作，避免对误碰撞。如果在系统结构当中，电动刀闸没有电气闭锁结构，就需要在操作完成后，切断电源，应用独立的开关加以控制。除此之外，结合结构类型的不同，隔离开关所应用的电压等级也有所区别，具体防范措施的确定需要结合实际工况。

2 继电保护设计

电网运行的安全性与继电保护之间的关系非常密切，在正常情况下，继电保护系统需要具备足够的灵敏性以及可靠性才能起到应有的防护效果。一个完整的继电保护系统包括了测量元件、逻辑环节以及执行部分。在电网的运行过程中，继电保护设备可以及时判断元件的工作状态，在出现故障的情况下，可以直接将设备之间的连接切断，避免故障范围的扩大，同时结合其自身的告警功能，及时通知值班人员来进行处理。近年来，我国所发生的一系列停电事故当中，由于保护误动或拒动或大范围保护连锁动作所造成的比例很高。

在实际应用过程中，如果继电保护设备无法发挥作用，电力系统运行的安全稳定性就将受到严重的威胁，同时其中存在的安全隐患也很容易引起大范围连锁性事故，形成大范围停电，但是该故障也是可以通过一定的技术手段来加以避免的。舉例来说，保护设备当中，已经有一部分具有自我诊断功能，可以及时监测运行情况;在设备的管理工作当中，也可以完善现有的管理制度，提高工作人员的工作能力，在维护工作中提高设备的使用熟练度，在每次检修工作后都进行记录和总结。

3 光纤纵差保护

光纤纵差保护属于差动保护当中的一个类型，但是其应用有一定的特殊性，同时技术要点以及应用范围都与普通的差动保护有一定的不同。在正常情况下，差动保护的应用是对于两侧的电流差进行比较，并且应用电缆线来形成差流回路，但是如果回路的结构长度过大，也会影响到回路的负荷情况，限制了输入功的工作效率。光纤纵差保护的原理是可以在电气信号经过时，直接转化为数字信号，并且应用光纤来实现两侧之间的通信，对比两侧的电气量。与一般的电气保护装置相比，光纤纵差保护实现的功能更加多样，同时由于应用了数字信号来完成传输，所以有更长的传输距离，提高了信息容量，较强的抗干扰性能也成了其主要特点。

光纤纵差保护结构可以很好地应用地线当中的OPGW电网专用资源，以此为基础，发挥较好的保护作用。对于具体的二次设计工作来说，需要注意的问题如下：SDH光纤通道可以通过自愈环的切换需要一定的时间来完成操作，在正常情况下，其时长为50 ms，但是如果光缆出现断裂，则会形成50 ms死区，这也会形成相应的安全隐患。为了保证光纤纵差保护可以发挥出应有的作用，可以在二次设计过程中，应用2套纵联保护结构，形成2个相互独立的通道来完成数据内容的传输。

4 二次接地与抗干扰

关于二次系统的接地方式，主要可分为以下3种：①工作接地，主要是为维护系统正常运行而设置的。如在110 kV或以上电力系统中采用中性点接地的运行方式，以降低电力设备的绝缘水平;②防雷接地，主要是为了防止雷电带来的危害，而安装避雷针等防雷设备，并配以相应的接地装置，当雷电发生时必将雷电流引入地下;③安全接地，主要是为了保证人们的生命安全。对二次系统形成干扰的因素包括雷电干扰、电磁耦合干扰、误操作干扰、射频干扰。

为减少干扰危害，在设计时需采取相应的抗干扰措施，从2个方面进行分析：①隔离。通过对保护装置与外界连接的线路进行隔离来防止干扰，如输入输出开关量、电源线等，经过隔离变压器或光电隔离进入装置内部。前者主要通过专用变压器将一次、二次侧的交流回路隔离，后者则是利用光电耦合器将外部的开关量信号及开关量输出与内部电气回路隔离;②屏蔽。是指利用具有良好导电性的全封闭金属壳体对电磁干扰进行隔离，或削弱其作用。

5 结语

在前文分析中我们不难发现，在当前的电网结构当中，二次设备的作用极为重要，可以说其可靠性会直接影响到整个电网的运行情况，如果设计不合理或设备选型不当，整个电网的运行情况也将受到严重影响。该文针对电气二次设计当中的一些常见问题进行了总结，并分析了一些处理对策，希望可以给相关电气工作的开展提供一些参考，为用户带来更平稳可靠的电能。

参考文献

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