卢伟洪
（广东顺德电力设计院有限公司 广东佛山 528300）
摘要：随着社会经济的发展，人们不光满足于有电用，而是要用高质量的电，要求提供满足一定供电可靠性和电压合格率的电力。本文主要是对220kV变电站新建工程的电气二次部分设计的相关内容进行了分析。
关键词：220kV变电站；电气二次；部分设计
变电站的电气二次设计可以有效地监视、控制与保护一次设备的正常运行，从而实现整个供电的安全稳定运行。变电站是电力系统的重要组成部分，是电网的中枢和节点。变电站的运行工作是保证电力系统安全、可靠、经济运行的基础。变电运行的主要任务是电力设备的运行操作和维护管理工作。因此，发现变电站电气二次设计问题，及时采取措施，以及提高技术人员的素质和变电运行管理水平显得尤为重要。
1变电站的电气二次设计意义简述
变电站的电气二次设计可以有效地监视、控制与保护一次设备的正常运行，从而实现整个供电的安全稳定运行。变电站是电力系统的重要组成部分，是电网的中枢和节点。变电站的运行工作是保证电力系统安全、可靠、经济运行的基础。变电运行的主要任务是电力设备的运行操作和维护管理工作。因此，发现变电站电气二次设计问题，及时采取措施，以及提高技术人员的素质和变电运行管理水平显得尤为重要。
2继电保护
继电保护是保障大电网安全的第一道防线。如果保护装置在故障发生时正确、快速、可靠动作，将有效遏制系统的状态恶化，起到保障电网安全稳定运行的作用。反之。则可能扩大事故，甚至导致电网大面积停电。近年来国内外频繁发生的大停电事故调查表明，虽然引发电网大面积停电的因素很多，但由于保护误动、拒动以及电网大范围潮流转移过程中发生的保护连锁动作，是导致事故扩大，乃至引发系统大面积停电的关键因素之一。实践表明，继电保护系统在保证电力系统正常运行过程中起到一个举足轻重的作用。继电保护系统的失灵相当程度上影响了电力系统安全、稳定运行的能力。而保护系统中的隐形故障被认为是电力系统发生大范围连锁性故障的主要因素。值得一提的是，继电保护及二次回路隐形故障是完全可以预防的。使用目前国内比较先进的保护设备，主保护装置具有自诊断功能，对于装置的一些异常情况都能进行在线监测；作到设备维护、检修到位，人员工作到位，将设备的一些细微变化记录在案，对运行设备的变化情况进行对比分析，找出存在的问题，有针对性的进行处理；尽量降低设备隐形故障的危害，使系统和电气设备避免大规模的事故。
3二次接地与抗干扰
电力二次系统工作性能的稳定可靠对于整个电力系统具有重要作用。分析研究电力二次系统的接地及其抗干扰等问题具有重大意义。二次系统接地的常用种类有：①工作接地：工作接地是为系统正常工作而设置的接地。如为了降低电力设备的绝缘水平，在220kV电力系统中采用中性点接地的运行方式，在两线一地的双极高压直流输电中也需将其中性点接地。②防雷接地：为了避免雷电的危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便将雷电流引入大地。③安全接地：为了保证人身的安全，将电气设备外壳设置的接地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二次系统接地方法主要有保护系统和信号系统的接地、二次回路的接地、二次电缆屏蔽层的接地等。二次系统的常见干扰源主要有：电磁耦合干扰、射频干扰、雷电干扰、操作引起的干扰以及短路电流、二次回路操作、局部放电及电力二次系统内部的电子元器件等等产生的干扰。
在设计电力二次系统时，在硬件上采用一些抗干扰措施，可以有效抑制干扰信号的侵入，提高装置的抗干扰能力。主要措施有：①隔离为了抑制共模干扰，保护装置中与外界连接的线路如模拟量、输入输出开关量、数字量和电源线等，经由光电隔离或隔离变压器隔离后再进入装置内部。其中光电隔离主要通过光电耦合器将外部开关量信号及开关量输出和内部电气回路进行隔离，隔离变压器主要通过专用变压器将一、二次侧的交流回路隔离。②屏蔽的实质是通过具有良好导电性的金属所构成的全封闭壳体来隔离和衰减电磁干扰，如微机保护的壳体，将核心数字部件、A/D转换器等器件装在内屏蔽壳体内。常见的屏蔽方式有抑制寄生电容耦合干扰的电场屏蔽（如电压、电流变换器一、二次侧绕组之间隔离）和防止电磁耦合及感性耦合的磁场屏蔽等。③滤波、退耦与旁路抑制横模干扰的主要方法是采用滤波和退耦电路。交流信号输入通道都有前置模拟低通滤波器，兼有抗干扰的作用。从抗干扰角度考虑，RC滤波器比LC滤波器好，因为RC滤波器是耗散式滤波器，把噪声能量变成热能耗散掉了，而LC滤波器则会产生附加的磁场干扰，所以电感要加屏蔽罩。在电源系统中，对每个电路或每个组件都要采用退耦电路供电。
4光纤纵差保护
光纤纵差保护由于具有中继距离长、传输信息量大、抗干扰性能好、防止雷电等优点正广泛应用于电力系统中。光纤纵差保护系统主要由保护装置、光通信接口设备和光通信系统组成，以双端光纤保护系统为例，光纤纵差保护的基本原理是通过交换线路两侧的模拟量，比较两侧电流方向或大小来判断被保护线路上是否发生了短路，以决定保护是否动作。纵差保护原理的理论基础是基尔霍夫电流定律，它具有良好的“天然”选相能力和良好的网络拓扑适应能力（能适应任何型式的输电线路），对于提高电力系统的安全稳定性和输电供电的灵活性为目标的电网的建设，具有非同寻常的意义。
5电流、电压的选用
电流、电压互感器的主要用途是为继电保护、测量、仪表提供电力系统一次电流、电压的信息。电流、电压互感器的二次参数是与继电保护、测量、仪表的特性和要求相适应的，其性能直接影响继电保护的可靠性、测量和计量的精度，影响电网安全及工程投资等。由于数字电子技术的发展，微机保护在电网中得到广泛应用，数字式电子测量表记代替了常规电磁式仪表，这给常规电磁式互感器制造及参数选择提出新的问题。第一，测量用互感器只有负载在25%～100%时才能保证其精度，由于综合自动化的应用，取消了电测仪表、控制设备，一般用综合测控装置自身的显示器，再加上设备布置更加紧凑，电缆用量减少，互感器的实际负载远小于25%的额定负载，负载不能匹配，精度难以保证；第二，计费用表记精度达0.2S级，交流采样精度也达0.2级，按常规配置，互感器的精度比所接仪表精度应高一级，即0.1级，目前没有该精度的产品，由于电网规模不断扩大，很难查到暂态特性好同时短路电流倍数又大的电磁特性电流互感器。第三，保护回路要求独立，测量、计量各要求独立的二次绕组，二次绕组数量越来越多，特别是一个半开关接线的接线更是复杂，在此对保护规程提出质疑，能否同一套保护的主保护、后备保护共用一组CT，实际应用中及少有互感器的二次绕组故障，二次绕组数量多可靠性不一定就高。电力系统正在向超高压、大容量电网发展，电磁式电流互感器越来越难以满足发展的要求，铁心易饱和，动态范围小，易受电磁干扰，二次开路易产生高压，易产生铁磁谐振等。有文献报道，光电互感器与光纤通信技术和计算机技术结合，组成光纤局域网，应用于电力系统，是220kV变电站自动化系统发展的方向。
结语
在220kV变电站电气二次部分设计的过程中，设计人员必须对电力系统中的各个设备和以往的二次部分设计的经验进行充分了解，这有利于提升二次部分设计的水平，保证电力系统的稳定、安全、高效运行。
参考文献：
[1]许少武.基于220kV变电站二次电气系统设计分析[J].城市建设理论研究：电子版，2012（12）.
[2]徐顺贵.探析基于110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].企业技术开发，2015（32）
[3]宋兴丽.110kV综合自动化变电站的电气二次设计分析[J].科技与企业，2014（15）
论文作者:卢伟洪
论文发表刊物:《河南电力》2018年16期
论文发表时间:2019/1/23
标签：变电站论文; 系统论文; 电网论文; 电力系统论文; 电气论文; 干扰论文; 电流论文; 《河南电力》2018年16期论文;