辽宁地区66kV标准配送式变电站电气二次设计中的若干问题精

1、辽宁地区66kV标准配送式变电站电气二次设计中的若干问题姜百超 万青 陈宝琪 王红（沈阳电力勘测设计院 辽宁 沈阳 110003）摘要：本文介绍了辽宁地区66kV标准配送式变电站典型施工图设计（电气二次部分）概况，阐述了二次设备组柜方式、设备编号及端子排设计原则，并对设计过程中遇到的若干问题进行了讨论，提出实施中应注意的问题和建议，供设计参考。关键词：标准配送式 电气二次 设计 原则1 前言根据国网公司最新要求，基建工程需要提前设计，提前施工，即统一设备接口和技术规范，在设备未招标的情况下进行施工图设计，要求各省公司提出66kV标准配送式变电站的典型模式，开展典型施工图设计。在这种形势下，我院

2、受辽宁省电力有限公司基建部委托开展了辽宁地区66kV标准配送式变电站典型施工图设计。本次标准设计以“三通一标”为基础，按照“两型一化”的要求，贯彻全寿命周期费用最优原则，总结、提炼已有工程设计建设经验和成果，以通用设计方案优选、电气二次接口及接线标准化为切入点，与电气一次设计的三类66kV变电站方案相配套，即户外AIS式、户内手车式、户内GIS式，应用覆盖率可涵盖辽宁省电力公司新建66kV变电站的70%。 2 统一原则本次标准化设计旨在解决如下问题：统一功能配置，主要解决各地区设备配置及组屏（柜）方式的差异而造成的不统一； 统一回路设计，解决由于各地区运行和设计单位习惯不同造成二次回路上存在差

3、异； 统一设备编号，解决根据编号直观识别设备性质的问题；统一端子排布置，通过按照“功能分区，端子分段”的原则分段设置端子排，解决交直流回路、输入输出回路在端子排上排列位置不同的问题；统一压板设置，通过对继电保护压板数量、颜色进行规范，对压板进行优化设计，减少不必要的压板，以方便现场运行。解决这五个方面问题的过程也就是实现施工图的标准化的过程，下面以组柜方式、设备编号、端子排布置和定义为例进行简要说明。2.1 统一组柜方式及装置编号保护、测控柜内设备按每层装置的下沿水平线位置定位，并对屏柜的结构和屏柜的正面、背面以及端子排安装布置等均给出了详细的要求。设备编号原则按照110(66)kV标准配送式

4、变电站二次系统技术规范和接口标准中的定义执行，详见表1。表1置中，根据工程中标厂家实际产品进行配置。2.2 统一端子排设计端子排的设计是本次标准设计核心组成部分，当年“四统一”端子排设计影响深远，至今仍有指导意义，但其每台装置一段端子排的设计缺乏灵活性，难以变动，不同厂家的设计难以统一，将装置按回路分段，并各自独立编号，形成较小的模块化端子单元，对图纸统一具有决定性意义。本次标准化设计按照110(66)kV标准配送式变电站二次系统技术规范和接口标准中的定义执行，采取“功能分区，端子分段”的原则分段设置端子排，即同一单元端子排按功能分区，装置端子排根据回路分段，便于拆分和组合，柜后采用先右侧后左

5、侧，交直流分侧布置，先输入后输出等原则。同时，针对本地区电网的特点，对国网给出的端子排进行改进和精简，提高了其适用性和合理性，各端子排定义详见表2。表23 计算机监控系统变电站采用微机保护及综合自动化系统，按无人值班设计。监控系统采用分层、分布、开放式网络结构，由站控层设备、间隔层设备和网络设备等构成，间隔层设备直接上站控层网络，采用单以太网结构，远动通信装置按照“一般66kV变电站按单套配置，重要66kV变电站按双套配置”原则执行。监控系统除满足常规软、硬件要求外，特别强调增加了防误闭锁功能和小电流接地选线功能。3.1 关于防误闭锁系统考虑到标配式变电站接线形式简单，没有复杂的倒闸操作，因此

6、防误操作闭锁功能采用国网典型设计提供的方案一，即“通过监控系统的逻辑闭锁软件实现全站的防误操作闭锁功能，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路”，充分发挥监控系统强大的信息处理能力和网络优势。电气闭锁的具体实现方式为：66kV GIS组合电器依靠自身完备的电气联锁功能实现防误功能，66kV如采用AIS常规设备，则66kV隔离开关配置电动操作机构，通过设计电气联锁回路实现防误功能；10kV开关柜通过自身的机械联锁以及带电显示装置实现防误功能，对于带地刀的间隔，要求带电显示器闭锁地刀接地，再由地刀位置闭锁开关柜后门，对于无地刀的间隔，要求带电显示器直接闭锁开关柜后门，并且在开关柜后门外加机

7、械锁具以提高防误可靠性；主变10kV断路器位置闭锁66kV主变侧接地开关，防止主变反充电接地；10kV电容器、接地变本体网门则通过电磁锁实现防误功能；主变中性点隔离开关操作机构配置就地机械锁具实现防误功能；各断路器的操作把手均配置非通用型钥匙以防止走错间隔。3.2 关于小电流接地选线辽宁地区66kV及10kV系统为经消弧线圈接地的小电流接地系统，一直以来均通过配置独立的小电流接地选线装置实现单相接地故障时的选线功能。按照国网公司要求，本次标准化设计将小电流接地选线功能纳入到监控系统的功能实现范围内，取消独立的选线装置，需要注意的两点是：为满足选线精度，行业内各设备厂家均要求配置独立的零序电流互

8、感器，而不能通过三相合成3I0的方式，因此零序电流互感器的变比应根据各地区电容电流以及中标厂家设备的实际情况合理选择变比，满足各种运行方式下监控系统对选线电流启动值的要求；消弧线圈接地系统由于电感电流和电容电流中和后，一般也不会有超过10A的接地电流（过补偿方式，实际接地电流已是电感电流），综自厂家应考虑消弧线圈的补偿影响，通过改进算法提高选线的正确率。4 关于二次设备的分散布置安装于10kV开关柜内分散布置的设备包括10kV线路、电容器、接地变、分段保护测控装置，10kV电压并列装置，10kV母线电压测控装置，电能表。各保护测控装置经10kV配电装置室内以太网交换机汇总后通过光缆引至主控室站

9、控层以太网交换机，各电能表则经RS-485口以级联方式引至电量采集装置。二次设备采用分散布置后，一、二次设备对应性强，便于维护、检修和巡视，并且节约了大量的控制电缆，但应注意以下两方面问题：二次设备使用的环境条件，国网典型设计对此要求为：“室内环境温度：最高气温为45，最低气温为-5，最大日温差为25K；最大相对湿度：日平均为95 %，月平均为90 %”。在开关柜内安装温湿度控制器来实现加热，驱潮的功能，并在10kV配电装置室内预留空调电源，根据实际温度情况选择是否配置空调。抗电磁干扰问题，主要从设备和电缆两方面采取措施，设备应满足国标要求，并通过相应测试试验；电气设计中则通过采用屏蔽性控制电

10、缆，敷设等电位接地铜排，一次电缆与二次电缆分开敷设，配电装置室至主控室之间的数据传送采用光缆等手段，以满足保护测控装置电磁兼容性的要求。5 关于变电站交、直流系统5.1 交流系统站用电采用单母线分段接线，两段母线分列运行，两路站内电源切换方式采用手动投切方式，重要负荷为双回路电源，分别从两段母线引接。参照国网企业标准Q/GDW 161-2007线路保护及辅助装置标准化设计规范“保护屏（柜）内一般不设交流照明、加热回路”，本次标准设计取消保护柜内照明灯，并采用全站集中打印方式，因此取消主控室柜顶交流220V小母线。5.2 直流系统直流系统电压采用220V，设置一组免维护阀控式铅酸蓄电池，蓄电池容

11、量按2h放电计算，容量为200Ah，不设端电池，电池为108只，每只2V。直流系统采用一套高频开关充电装置，充电模块按4+1配置，10A模块，直流主系统采用单母线接线，通信远动不另设蓄电池，利用DC/DC变换模块供电，全站合用一套蓄电池组。控制保护装置采用220V直流电源供电，66kV断路器和10kV断路器的储能电源也由站内直流供电，主控室及开关柜顶设置直流小母线。6 关于防跳回路设计时优先采用断路器本体防跳，但为提高标准化设计的适用性，当用于改、扩建工程和部分断路器不具备本体防跳时的要求，断路器防跳和操作箱防跳应可灵活选择。当采用断路器本体防跳时，应断开TWJ与合闸回路的连接，否则断路器本体的并联防跳回路与TWJ回路串联，将导致TWJ和断路器本体防跳继电器均不能正常工作。例如：当线路发生永久性故障，重合闸失败时，因断路器本体防跳继电器与TWJ回路串联分压后的电压大于该继电器的返回电压，造成防跳继电器自保持，此时再手合断路器时会发生拒合现象，影响了系统恢复送电的时间。7 结束语66 kV标准配送式变电站典型施工图设计在统一建设标准、统一设备规范、方便设备招标、提高设计工作效率、降低变电站建设和运行成本等方面能够起到很大的促进作用，大大地提高了工程设计进度，但是随着电网的发展，只有定期修编，不断完善，才能保持先进性，