陳遠(yuǎn)鵬 重慶電力設(shè)計院
摘 要：變電站二次設(shè)備布置的合理與否，直接影響到二次接線的流程，二次設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行管理。合理的布置可減少接線迂回往復(fù)，減少電纜交叉重疊，降低電纜及材料的用量，改善運(yùn)行環(huán)境和便于運(yùn)行管理。因此在工程設(shè)計中，應(yīng)盡量使變電站二次設(shè)備優(yōu)化布置。
關(guān)鍵詞：變電站 二次設(shè)備 優(yōu)化布置 接線
1、前言
變電站二次設(shè)備包括對一次設(shè)備進(jìn)行控制、測量、保護(hù)以及對一、二次設(shè)備的正常、異常或事故等工況提供信號顯示或報警的設(shè)備。二次設(shè)備一般是由獨(dú)立的功能件或具有較強(qiáng)的完整功能的裝置按預(yù)定的邏輯組裝成功能屏柜。另外，二次設(shè)備還包括與一次設(shè)備構(gòu)成一體的反映其工況、狀態(tài)、量值，并可對其控制、操作的輔助設(shè)備。如電流互感器（TA）、電壓互感器（TV）的二次繞組以及斷路器、隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)等等。以上這些設(shè)備安裝在不同的位置，再按有關(guān)邏輯要求進(jìn)行互聯(lián)，就能完成特定的功能，保障一次設(shè)備的正常和可靠運(yùn)行，減小電氣設(shè)備故障損害。盡管不同的二次設(shè)備布置方式在相同的邏輯下其功能原則上相同，但其布置是否合理對工程的造價、運(yùn)行管理影響較大。
2、二次設(shè)備布置的原則
2．1 二次設(shè)備的電氣屏柜一般布置在主控制室內(nèi)。需要由人經(jīng)常監(jiān)視、操作的屏柜，如控制屏、直流
電源屏等最好都布置在主環(huán)上（第一排）。
2．2 控制屏原則上按電壓等級分別排列在一起，要做到模擬母線清晰連貫。
2．3 其它保護(hù)屏、自動裝置屏原則上按電壓等級分別排列在主環(huán)后布置，但應(yīng)保證小母線的布置連貫。
2．4 當(dāng)后期工程有較多的預(yù)留屏位時，應(yīng)考慮后期擴(kuò)建時不至造成施工及運(yùn)行困難。
2．5 與一次設(shè)備構(gòu)成一體的二次設(shè)備，一般都是由一次設(shè)計人員根據(jù)方案的優(yōu)劣來布置一次設(shè)備，也就確定了該二次設(shè)備的布置。在不影響一次設(shè)備的功能和運(yùn)行的情況下，一、二次設(shè)計人員應(yīng)相互協(xié)調(diào)確定一次設(shè)備的布置，以期達(dá)到對一次設(shè)備的保護(hù)范圍最大，或減少二次回路的負(fù)載及壓降，使二次回路接線無迂回往復(fù)，連線最短最清晰的目的。例如10kV母線TV布置在該母線段的中間，由左右兩路干線分別向兩邊出線柜的計量設(shè)備供電，將會使二次計量電壓的壓降減小。
3、二次設(shè)備的習(xí)慣布置
二次設(shè)備的習(xí)慣布置也就是二次設(shè)計人員對主控制室屏柜的安裝布置習(xí)慣。
3．1 變電站主控制室習(xí)慣的屏柜布置。控制屏（或五防裝置控制屏或單元式的測控屏）布置在主環(huán)正面，中央信號控制屏和主變壓器控制屏布置在主環(huán)正中，主環(huán)的兩側(cè)布置兩種電壓或三種電壓等級的控制屏。左側(cè)布置高，中電壓等級，右側(cè)布置（中）低電壓等級。如為常規(guī)型控制屏，一定要注意模擬母線的清晰和連貫。規(guī)模較小的變電站出線間隔不太多時，主環(huán)正面除布置控制屏（或五防裝置屏）外，兩側(cè)還有富裕屏位，如不作設(shè)備布置，也影響美觀；在作設(shè)備布置時，應(yīng)考慮所布置的屏柜本身有功能整體性，具有單獨(dú)的小母線布置，如電能表和電能量采集裝置屏，同時應(yīng)考慮與控制屏有相同或很相近的顏色和結(jié)構(gòu)。
保護(hù)和其它裝置屏布置在主環(huán)的后部，保護(hù)屏應(yīng)按電壓等級排列，與電壓等級有關(guān)的共用屏（如錄波器屏，母線保護(hù)屏、集中式低周低壓減載屏），應(yīng)視具體情況可與本電壓等級的保護(hù)屏布置在同一排上，也可布置在另外的“排”上�？偟囊笫歉麟妷旱燃壍谋Ｗo(hù)和本電壓等級的其它裝置屏應(yīng)排在一起或相近的屏位上，屏頂小母線連貫，少經(jīng)過或不經(jīng)過電纜轉(zhuǎn)接，同時應(yīng)考慮擴(kuò)建屏位留在兩側(cè)，以方便擴(kuò)建時施工。
3．2 控制屏和保護(hù)屏的屏面習(xí)慣布置
微機(jī)型的測控裝置屏和保護(hù)屏廠家一般有成熟的布置。對于常規(guī)型控制屏，正面上部為測量表計，中上部為光字牌，以便于人員監(jiān)視，中靠下為指示燈、控制開關(guān)，便于人員操作。應(yīng)注意的是，相同電壓等級安裝單位的屏面布置應(yīng)一致；測量表計、控制開關(guān)應(yīng)與模擬母線相對應(yīng)。最高一排儀表和最低一排光字牌應(yīng)取齊；最低的操作設(shè)備離地不低于600毫米。
繼電器屏面布置要滿足調(diào)試方便和運(yùn)行安全可靠，調(diào)試工作較小的繼電器布置在屏上部，如電壓、電流、中間繼電器等。調(diào)試工作量較大較復(fù)雜的繼電器，如阻抗、方向、差動、重合閘等布置在中部。信號繼電器、連接片、試驗端子等布置在屏的下部。屏上設(shè)備裝設(shè)高度橫向應(yīng)整齊一致。需特別注意的是，若在同一屏上有兩個或以上的安裝單位時，應(yīng)按縱向劃分，并用明顯的線條區(qū)別。
4、二次設(shè)備布置對接線的影響
4．1 主控制室二次屏柜布置對接線的影響�，F(xiàn)以一個簡單例子說明，如圖1。
(圖1 主控室二次電屏布置簡圖)
第（一）排（主環(huán)）布置控制屏（或監(jiān)控屏），第（二）排布置保護(hù)屏，第（三）排布置母差或集中式低周減載裝置等屏。因為控制屏和母差（低周減載或備用
電源自投等）屏的分、合閘出口均與保護(hù)屏有聯(lián)系，必須經(jīng)保護(hù)屏上的操作回路才能對斷路器進(jìn)行操作。如將保護(hù)屏與母差（低周減載等）屏排列對調(diào)，①電纜明顯增長，同時①②電纜造成交叉，當(dāng)出線間隔很多時，其影響是比較大的。在布置屏位允許的情況下，可以將母差（低周）屏與同電壓等級的保護(hù)屏布置在同一排上，既節(jié)省電纜，小母線也容易連貫。此外，在實際布置時還應(yīng)根據(jù)本站各電壓等級回路數(shù)（保護(hù)屏及其它裝置屏）的多少、主控制室的形狀、大小，屏位布置排列等酌情考慮。
4．2 母線TV二次回路布置對接線的影響。見圖2。
(圖2 母線PT的二次接線)
母線TV二次回路的切換及反送電閉鎖現(xiàn)在一般采用廠家定型裝置完成，該裝置安裝于控制室內(nèi)，其閉鎖接點(diǎn)GWJ與TV輸出的連接回路較長，筆者認(rèn)為其閉鎖功能沒有用當(dāng)?shù)氐牡堕l輔助接點(diǎn)好，因為電壓切換裝置屏上端子排多，接線繁雜，易造成混淆而引入電壓竄至TV二次側(cè)，反送電到一次側(cè)而引起事故。
對于10kV等有柜體的出線回路，往往把保護(hù)裝置和計量表計裝在當(dāng)?shù)財嗦菲鞴裆希詼p少占地和節(jié)省投資。如果用前述的TV接線，還要將電壓小母線從控制室連接到開關(guān)柜頂上，其可靠性和電壓降沒有直接從TV柜引上柜頂小母線好。筆者認(rèn)為，對于配電裝置（斷路器柜）當(dāng)?shù)赜斜Ｗo(hù)裝置和計量表計的電壓等級，其TV的閉鎖應(yīng)取就地的刀閘接點(diǎn)，以使二次回路清晰、簡單，增加可靠性和減少二次電壓降。
4．3 交流操作的電流保護(hù)接線，見圖3。
(圖3 交流操作的電流保護(hù)接線)
圖3中的電流保護(hù)有1和2兩種接線方案，雖然其完成的保護(hù)功能完全相同，但不同的接線方案對回路是有一定影響的。電流繼電器（1LJ和2LJ）與脫扣線圈（1SLT和2SLT）布置在兩處，電流互感器與脫扣線圈在斷路器柜內(nèi)部。其中方案1要用5根較長的連線（A411、C411、A412、C412、N411）。方案2要用7根較長的連接線（增加A413、C413）。顯然，當(dāng)電流保護(hù)動作時，方案2將加大了電流互感器的二次負(fù)擔(dān)，如兩者的距離越遠(yuǎn)，增加的二次負(fù)擔(dān)就越大。連接導(dǎo)線對TA造成的二次負(fù)擔(dān)不可小視，因此就降低了分流脫扣的可靠性。反過來說，電流繼電器（1LJ和2LJ）與脫扣線圈（1SLT和2SLT）兩者布置得遠(yuǎn)一些，就更不能用方案2的接線方式。
4．4 二次屏柜元件布置對接線的影響
除了各元件的布置習(xí)慣外，對屏內(nèi)端子排的布置，各安裝單位應(yīng)分界清楚，每個安裝單位的各功能端子排，如電流、電壓、直流操作、信號、輔助回路等應(yīng)從上而下依次排列。每個功能端子排應(yīng)當(dāng)獨(dú)立，不能間入其他功能端子排。對元件的排列應(yīng)根據(jù)接線邏輯功能來權(quán)衡布置，應(yīng)注意各元件之間接線流程連貫，不要造成過多的往復(fù)交叉。如控制屏，從上到下三相電流表，緊靠有、無功功率表，一是便于觀察，二是三相電流經(jīng)各自的電流表后，都要進(jìn)入功率表，不會造成接線往復(fù)、流程連貫。對于電流保護(hù)、電流繼電器與時間繼電器也應(yīng)靠緊布置，不要一上一下或左右交叉，中間再插入許多其他功能繼電器，既造成接線交叉，又不便于運(yùn)行管理。如設(shè)計者自己設(shè)計元件布置，要做到排列清晰整齊、接線流程連貫和減少材料用量。
5、結(jié)束語
盡管不同的二次設(shè)備布置方式在相同的邏輯下其功能原則上相同，但合理的二次設(shè)備布置，可使用的材料更少，電纜交叉和重疊更少，設(shè)備清晰醒目，便于運(yùn)行管理和維護(hù)，減少差錯，提高供電可靠性。所以，在工程設(shè)計時，對二次設(shè)備的布置進(jìn)行優(yōu)劣權(quán)衡，以減少或杜絕接線的迂回往復(fù)，對提高變電工程建設(shè)、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型有一定的現(xiàn)實意義。
