电气二次设计；安全；配置；保护
杜方甫,广东省电力设计研究院电力工程管理助理工程师,广东 广州,510663
TM727
A
1007-772308-0081-0002
电力工业在技术上有三大支柱：第一是发、输、变、配等一次设备可靠性、经济性和可控性的稳步提高；第二是各类继电保护、安全防护和安全闭锁装置的正确动作率和动作速度的提高；第三是自动化系统调节、控制性能和适应性的提高,保证电力系统在所预见的工况下能够快速达到实时平衡,保持稳定。这三者之间是相辅相成的。继电保护、安全防护和安全闭锁装置是电力系统安全卫士,没有继电保护自动化系统的保证,也就无法保证系统的安全稳定和经济运行。
一、安全防误
以“安全生产为基础,经济效益为中心”始终是电力行业的宗旨。变电站的设计、施工、运行、检修维护、生产管理,不论从哪个角度,“安全”始终是第一要务。防止误分、合开关无法采用强制性方式,在设计时就应做好技术把关：
1.二次回路设计时,直接跳闸的回路及启动其他保护跳闸的回路,其端子应与正电源间隔至少一个端子,以防止绝缘损坏或误碰导致跳闸。
2.信息量采集二次回路设计,信号电源原来一般为DC24V或DC48V,遥信误动严重,现在大多采用DC220V,通过光隔双接点开入,但有些厂家信号开入公共电源为+DC220V,大多信号与操作回路同用一根电缆,及易误碰跳闸,建议采用负电源。
3.防跳回路二次线,因断路器有2个跳闸线圈,如再用电流启动电压保持防跳回路,接线复杂；电压启动保持的防跳回路,仅接在合闸回路,与跳闸线圈无关。
4.为适应新技术发展,新的运行机制的变革,实现生产管理现代化,确保电网运行安全,除了强化组织措施、严格运行纪律、提高人员素质之外,更应加强防误操作的技术措施。从技术上保证操作正确性,对防误装置的配置提出了更高的要求：不但要从硬件上考虑,还要从软件上考虑；不但在间隔层考虑、变电站层考虑,还要在集中控制中心考虑、乃至整个电网自动化系统都要考虑安全防误技术。“防误”是一个系统工程,融入到方案设计、施工质量、电网运行、控制、网络安全等各个环节,在应用好常规防误装置的同时,在间隔单元的测控装置中增加符合现场运行方式的防误操作闭锁逻辑软件,计算机监控系统断路器遥控实行复讼制；有条件的,可以在问隔层配置开关连锁系。
5.信息接入及互联。随着通信技术、网络技术的发展,继电保护及故障信息管理系统正逐步建立、应用,信息远传及接入还没有统一标准,为了确保继电保护安全运行,适应现有生产管理模式,继电保护装置不直接接入监控系统,所有保护装置必须通过保护信息管理机连于监控系统,继电保护装置和保护信息管理机间的通信根据保护装置配置,可采用以太网、RS232、RS485或其他现场总线方式,通信规约采用标准的IEC2 8702 52101、IEC2 8702 52 103、IEC2 8702 52 104规约等。
二、继电保护双重化配置
继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施。除按细则要求执行外,还应注意：装置间不应有任何电的联系；独立的交流电压、电流回路；一套保护停运时不影响另一套正常运行；断路器与保护配合的相关回路相互独立。这些原则正逐步成为电气二次标准设计。本文认为“双重化配置采用不同厂家、不同原理的产品”不宜再提倡,这种提法和做法欠妥。不同厂家产品,必须做两套图纸,给设计、运行、检修带来不必要的麻烦；“不同原理”实质是软件编程问题,如果软件编程合理、规范统一,同一功能的装置不同厂家也不应存在原理上不同的问题。若采用同一厂家成熟的产品,可规范二次设计标准,给运行、维护带来极大方便。
三、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。作为电力网的主保护,同时利用了电力系统的特有资源,但SDH光纤通道自愈环切换需要一定时间,一般技术资料给出不大于50ms,就目前应用情况,光纤通道大多采用复合光缆OPG2S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。再次,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。光电式电流互感器及光电式电压互感器的出现为解决此类问题提供了条件。光电互感器的应用将给变电站自动化技术带来新的变革。近年来,有源OCT已进入实用阶段,光学式光电互感器也正走向实用。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,是变电站自动化系统发展的方向。光电互感器与电子式仪器仪表、微机保护、测量装置的合理接口及标准化,不仅能简化二次保护、测量装置,而且能提高整个系统的准确性和可靠性,并使二次设备逐步融入一次设备之中,将为整个电力系统的设备制造与开发带来新的变革。
六、结 语
计算机技术、信息技术、光电技术的发展使电力系统自动化、继电保护及自动控制技术产生了新的变革,从而使得保护、监控、测量、远动、通信等专业学科间的界限越来越模糊。为更好地进行新技术的推广与应用,与之相适应的规程规范应不断修改、完善。同时,新技术也带来了许多新的课题,市场呼唤新产品,需要科研、制造、设计等部门不断推出经济、可靠、实用的新产品,为提高电力系统自动化水平、确保电网安全,作出更大的贡献。
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