浅析电力系统二次设备中的运用及安全管理plc在电力系统中的运用实例

浅析电力系统二次设备中的运用及安全管理plc在电力系统中的运用实例 摘 要：本文是作者介绍在变电站一系列措施后,可以有效地提高二次系统的抗干扰能力, 减少二次设备异常动作的发生,保证变电站内发生单相短路接地时继电保护装置的动作可靠性。通过对现有二次系统防护体系进行风险评估，对目前的防护体系存在的一些安全隐患进行总结、分析，并提出相应的整改措施。 关键词：二次设备；接地技术；安全管理；风险评估 ：TU714：A ： 1二次设备接地网的要求 1.1 网内电压线 在变压器中性点直接接地的大型电厂或变电站发生站内单相短路接地时,由于站内接地电阻不可能为零,流过接地点的短路电流会在这个电阻上产生一个电压,而远离接地点的电压可以认为是零电位,这样从接地点至零电位接地网上就自高向低存着不均匀的电位。 1.2 技术指标要求 根据电力行业标准交流电气装置的接地DL/T621-1997对中性点直接接地系统的接地电阻的要求如下：R2000/I R0.5 ,当I4000A 时,同时规程也提到了在高土壤电阻率地区接地电阻可以放宽到5 ,但同需要验算接触电势和跨步电势,施工后应进行测量,并绘制电位分布曲线等措施。 对于大型的大接地电流的接地网的要求,除了需尽量减小接地电阻外,更要注重采取必要的均压措施使整个保护范围内的电位分布平衡。 2二次设备接地的种类 2.1 安全接地 安全接地是指出于人身安全考虑,要求将二次设备机柜和柜设备的外壳接地,要求用专用接地线接地排上。由于屏柜安装的槽钢支架与地网都是通过扁钢连接,这样所有设备都接在了地网上。 2.2 逻辑接地 电子设备内部都有电位存在,部分设备的地电位实际是虚空的,与外部没有任何电气的联系；但大部分的二次设备地电位有一个专门的接地连接位置,此时必须将这个接地连接位置与屏内接地排相连,这个地电位很多是和设备的外壳相连的,所以,必须把设备的外壳与屏内接地排连接。 2.3 模拟量回路接地 模拟量回路接地是出于人身和设备安全的考虑,将设备 TA、TV 回路进行的接地。为防止这些回路测量出现误差,对这些回路都要求一点接地。除相互之间有电气连接的TV 或TA要求在控制室内一点接地外,其它独立的回路一般都要求在现场一点接地。 2.4 交流电源接地 交流电源接地是指使用交流工作电源的二次设备的电源接地。对交流电源的控制保护设备应避免单相交流电源受雷击或操作过电压的影响而导致设备异常,应采用隔离变压器的方式供电。 3电缆屏蔽层的接地方式 3.1 电厂、变电站的主要干扰源和防范措施 (1)磁场干扰。一次设备中流过的交变的电流产生了交变磁场,在其附近的二次电缆上会产生交变的感应电压。感应电压的大小取决于一次设备与二次电缆的空间位置。二次电缆的屏蔽层是1 个导体,它与二次电缆的芯线一样会产生1 个交变的感应电压。当屏蔽层两端接地时，感应电流就会在屏蔽层上流动,同时会在电缆芯线上产生交变的感应电压,这个电压会与一次设备在电缆芯线上产生的感应电压起到抵消的作用,而屏蔽层不接地就是不会产生电流,无法起到抵消的作用,所以防范磁场干扰的办法是将电缆屏蔽层的两端接地。 (2)电场耦合(电容耦合干扰)。一次设备对二次电缆间有各种电容元件，一次设备通过电容对二次电缆产生电容干扰,也称为传导型干扰。 (3)电磁辐射。高频干扰信号通过空间辐射方式向电缆传送的干扰信号,可采用编织材料组成的屏蔽层来反射合吸收辐射干扰信号,与接地无关。 3.2 电缆屏蔽层不同接地方式的实验事例 某电力公司实验研究所曾对3种不同的电缆屏蔽层接地方式做过实验。控制回路的电缆屏蔽层未接地,操作隔离刀闸投切220kV空载母线,在刀闸拉弧过程中使控制电源电缆芯线感应电压过高,击穿控制电源端子排导致控制电源短路。将电源电缆屏蔽层一端接地后,感应电压明显降低,未再出现此类现象。 二次电缆屏蔽层一端接地,操作隔刀闸投切500kV空载母线,测得二次回路感应电压峰峰近值4000 k V。二次电缆屏蔽层两端接地,操作隔刀闸投切500KV 空载母线,测得二次回路感应电压峰- 峰近值300V。 3.3 电缆屏蔽层接地方式的总结 从主要干扰源的防范措施可以看到,为防止电磁场的耦合干扰问题,将电缆的屏蔽层两端接地是较好的解决方法。 屏蔽层两端接地的方式,相当于并联在地网上,地电网中的电流会有部分从屏蔽层流过产生噪声电流,这个电流会在正常运行的电缆芯线上产生一个干扰电压，若是传送比较高的电压或电流的电缆,干扰信号的比例相当小,完全可在二次设备的接收端消除；诺是传送弱电信号的电缆(如通信电缆),信号用很可能会是一个较大的干扰,所以对于传送弱电信号的电缆还是采用1点接地方式比较合适。对十分重要的信号也可以采用双屏蔽层的电缆传送,内层1点接地,外层2点接地。 从上述地电网的电位差中可以知道,在站内单相短路接地时,由于电压差的存在,电缆的屏蔽层中很可能会流过一个比较大的电流,导致电缆或端子排有被烧毁的危险。为防止这种情况的发生,除了尽量降低接地网电阻外,采用适当的降低电压差分布的方法也是可取的。 4二次设备专用接地铜排的敷设 4.1 一次开关场要求 在电缆沟内电缆支架上用小绝缘子架起100mm2的铜排,首尾相连,布成可以覆盖所有二次端子箱的铜排环网。场地端子箱内的接地铜排用不小于30mm2的绝缘导线与场地铜排连接,为安全可靠起见,端子箱内的接地铜排应与主接地网绝缘。场地铜排应用不小于100mm2的绝缘导线在远离易发生单相接地短路电流入地点明显接地点处与主地网1 点连接,并定期检测该接地点的接地电阻。为降低接触电阻,应采用压接方式连接各连接点,连接点镀锡处理。 4.2 保护室的敷设要求 在保护小室电缆层电缆支架上有小绝缘子架起100mm2铜排,首尾要连,布成可以覆盖所有与一次设备有电气联系的控制保护柜的铜排环网。铜排在电缆层中明显接地点处与主体网一点连接,并定期检测该接地点的接地点的接地电阻。为降低接触电阻,应采用压接方式连接各连接点,连接点镀锡处理。保护室内所有屏柜的小接地铜排用不小于30mm2的绝缘导线与铜排连接。 5广泛开展二次设备防护系统风险评估工作 管理部门应定期对二次系统安全体系进行安全性风险评估，或在系统扩展和通信环境有重大变动后进行评价。对系统安全性的检查应该尽量做到细致和专业，要检查各项安全措施是否到位，相应的管理制度是否建立和落实，甚至细到防火墙、入侵保护装置、物理隔离装置和防病毒系统的安全策略是否合理，数据备份系统是否可靠。这样才能真正发现二次系统存在的安全隐患。根据检查找出安全隐患，制订出行之有效的整改措施，限期进行整改。安全监察部门可组织相关专业人员随机进行抽查来作出风险评估，并对评估和建议修正后的安 全风险负责。 5.1 加强对工作人员的管理 对二次系统的建设和维护工作应该严格按照相关的管理规定来执行。从系统的设计、建设、运维和使用等多方面明确管理责任，规范竣工后应修改密码，更改防火墙策略，关闭为工作人员开辟的特权通道。在系统的后期维护中，维护人员应尽量在专家的指导下进行维护操作，实在处理不了的问题，可建立远程维护通道，由工作人员直接操作。在维护结束后应该立即关闭远程维护通道。 6结束语 综上所述；为了确保二次系统的安全，需要多种防护技术结合，形成完整有效的二次系统安全防护体系。以上是作者对各电厂在执行电力系统反事故措施