谈变电站电气二次系统设计要点

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【摘要】随着变电站在我们日常生活的地位不断的提高，其重要性要引起各界人士的关注和重视。本文介绍了变电站二次系统回路的组成部分及相关应注意的问题。重点分析了二次系统中操作电源组成的布置、设备的选择、电缆的设计以及基地选线等应注意的问题。为我国电网的建设提供一定的理论依据。

【关键词】变电站；二次系统；电缆设计；接地选线

电力系统主要分为一次和二次系统。一次系统主要由发电机、电路通断元件、互感元件、变压组件以及防雷设施等组成，用以实现电力的产生、运送及分配。二次系统的作用是对一次系统进行调控、监测和安全保护等，相对于一次系统来说，二次系统的设备不需要高电压和大容量，主要包括监测元件、显示元件、继电器、开关等设备。变电站二次系统是调控电力运输和分配的核心部分，需要有极高的稳定性和可靠性，因此对于其设计有着很高的要求，所以其中注意的事项也很严格。

1 二次系统回路

变电站二次系统由具有不同功能的几个回路组成，从而完成对电力系统的调控、监测、安全保护等功能。依照回路的不同功能，可将二次系统回路做如下分类：控制回路、监测回路、信号回路、调节回路、继电保护与自动装置、操作电源系统。

2 各系统设计应注意的问题

2.1 操作系统电源设计应注意的问题

操作电源的作用是为二次系统中的各类设备如控制设备、监测设备等提供电能。在发电站和变电站中主流是采用直流电源供电。当前常用的直流电源主要有：蓄电池电源、硅整流电容电源、复试整流电源。要注意的是操作电源要保证供电的持续性和极度稳定性；需要有很大的容量，这样才能保证在出现故障的时候也能维持设备的正常运转；要有较长的使用年限，同时要能够方便的进行更换和维修。

蓄电池电源是变电站二次系统的供电中十分常用的一种直流电源，它主要是通过将化学能转化为电能实现供电。它供电独立性很强，与电力系统的运行相对隔离，在系统故障时能够稳定的供电，因此供电效果很好，十分可靠。但是由于蓄电池电源会出现自放电的情况，因此它有一定的局限性即需要定期充电。

2.2 与一次设备的连接问题

一部分重大电气事故的发生往往是因为错误的连接和连接不恰当所致，一些事故案例为我们的电气工程人员敲响了警钟在电气二次系统的设备与一次设备之间的连接问题上得到重视。因为有的高压断路器本身内部都是带有电气防跳回路的，所以当微机保护回路与并联的防跳回路之间有冲突，一旦连接后它就会出现微机保护跳位与合闸监视灯一起亮的事情发生。这样的话我们一定要断开机构防跳回路，让微机保护的装置来达到其防跳的功能。

控制回路的作用是控制发电站和变电站的各处电闸，根据设定的程序和系统工作状态，调整电闸的开、关状态，从而实现对系统各个部分的功能控制，也能在系统出现问题时紧急断电，这样就能减少和避免事故的发生保证电力系统和操作人员的安全。

2.3 二次设备选择时应注意的问题

对于变电站二次设备的选择也有很多值得我们去考虑和注意的诸多问题的存在，首要考虑和注意的问题就是零序保护。因为单相接地而引发的事故故障在各个不同的电压等级变电系统中其事故故障占有率为91%以上，所以一般都是让零序电源的保护来解决单相接地的事故故障。后台系统对变电站的作用也是相当大的，因为监控机需要全天候不间断的运行监控，所以监控机的数据输入输出量相对是比较大的，因此它需要运行的速度可想而知也是相当高的。由于监控机需要全天候不间断的运行监控，所以对于它是否能够在各种恶劣的环境中都能保证安全稳定可靠的运行监控机成为了我们选择监控机的首要条件。当我们选择了能够适应各种恶劣环境还能稳定运行的监控机后，这并不能保证监控机真正稳定的运行，为了更好的使其安全稳定的运行，这时我们要考虑后台监控机的电源是否是匹配的是否是高质量的，因此，我们在选择电源设备时应该选择和使用交流电源和直流电源都用，这样就能解决了正常用电的时候用交流电源，当没有了交流电源也能通过直流系统的直流电源通过逆变交流，使监控机在没有了正常的交流电源的时候也能正常安全稳定的实施监控工作。

2.4 二次电缆设计时应注意的问题

电缆的选择设计对于变电站其作用也是相当重要的环节，因为它影响着变电站整个系统是否能够正常的运行。这样电缆走向所应该注意的问题就必须要依照二次回路的一些注意事项来决定，因这类问题没有注意到而引发出现的事故也是比较多的。例如：有一部分工程设计人员为了在安装中达到方便快捷贪图省事，在主变的瓦斯继电器回路中只连接一根电缆线，这些工程设计人员并没有考虑到主变设备中有两个瓦斯继电器即：主瓦斯继电器和有载瓦斯继电器，它们同时也不在一个地方，这样就会使得这一根电缆线在长时间的运行中不能承载两个继电器的负荷，再加上受外界的各种恶劣天气的影响，最终会导致电缆部分芯线的外露事情发生从而导致电缆芯线直接接地。继电保护与自动装置的作用是，及时判断系统中设备是否出现故障以及故障的区域，及时对故障做出跳闸断电处理，并发送故障信号。为了保证它们能够正常的运行，为此我们在二次电缆的安装设计中一定要让每一个设备都能有一根单独的电缆线供它们各自的使用，保证它们能够安全稳定可靠地运行，进而减少和避免上述例子中事故故障问题事情的发生。

2.5 接地选线时应注意的问题

在变电站中其实很容易发生由于人为原因、天气原因所导致的单相接地事故故障。如：太阳的直射导致电缆外皮老化加速使得电缆的芯线外露，导致电缆芯线直接接地引发单相接地故障。当系统发生单相接地故障后，由于其非接地的两相对地的电压会升高大约1.732倍，更严重的也会造成线路的短路，使得其他设备也会因短路产生的高热负荷过重而烧毁。为了能够达到系统安全稳定可靠地运行，设计时我们尽量要选用一些专门的接地选线装置，这样就能够得到较高的准确率，再充分利用一些独立的小接地电流选线装置来进行一定的判断和选线，这样也能够在不能避免的事故故障出现时找出事故点排除和解决故障线路。

3 总结语

变电站二次系统的设计要考虑到系统中的各个回路和各类设备，设计时要根据设计目标全局考虑，重点部分一定要保证非常稳定可靠。在设计时，要根据之前的技术和经验进行不断优化，使电力系统更加安全、更加稳定、更加节能环保。今后的电力系统设计中，可以进行深层的自动化和智能化改造，以达到更好的效果、更好的经济性。

参考文献：

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