陳遠鵬 重慶電力設計院
摘 要：變電站二次設備布置的合理與否，直接影響到二次接線的流程，二次設備的運行環境和運行管理。合理的布置可減少接線迂回往復，減少電纜交叉重疊，降低電纜及材料的用量，改善運行環境和便于運行管理。因此在工程設計中，應盡量使變電站二次設備優化布置。
關鍵詞：變電站 二次設備 優化布置 接線
1、前言
變電站二次設備包括對一次設備進行控制、測量、保護以及對一、二次設備的正常、異常或事故等工況提供信號顯示或報警的設備。二次設備一般是由獨立的功能件或具有較強的完整功能的裝置按預定的邏輯組裝成功能屏柜。另外，二次設備還包括與一次設備構成一體的反映其工況、狀態、量值，并可對其控制、操作的輔助設備。如電流互感器（TA）、電壓互感器（TV）的二次繞組以及斷路器、隔離開關的操作機構等等。以上這些設備安裝在不同的位置，再按有關邏輯要求進行互聯，就能完成特定的功能，保障一次設備的正常和可靠運行，減小電氣設備故障損害。盡管不同的二次設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、運行管理影響較大。
2、二次設備布置的原則
2．1 二次設備的電氣屏柜一般布置在主控制室內。需要由人經常監視、操作的屏柜，如控制屏、直流
電源屏等最好都布置在主環上（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 其它保護屏、自動裝置屏原則上按電壓等級分別排列在主環后布置，但應保證小母線的布置連貫。
2．4 當后期工程有較多的預留屏位時，應考慮后期擴建時不至造成施工及運行困難。
2．5 與一次設備構成一體的二次設備，一般都是由一次設計人員根據方案的優劣來布置一次設備，也就確定了該二次設備的布置。在不影響一次設備的功能和運行的情況下，一、二次設計人員應相互協調確定一次設備的布置，以期達到對一次設備的保護范圍最大，或減少二次回路的負載及壓降，使二次回路接線無迂回往復，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備供電，將會使二次計量電壓的壓降減小。
3、二次設備的習慣布置
二次設備的習慣布置也就是二次設計人員對主控制室屏柜的安裝布置習慣。
3．1 變電站主控制室習慣的屏柜布置。控制屏（或五防裝置控制屏或單元式的測控屏）布置在主環正面，中央信號控制屏和主變壓器控制屏布置在主環正中，主環的兩側布置兩種電壓或三種電壓等級的控制屏。左側布置高，中電壓等級，右側布置（中）低電壓等級。如為常規型控制屏，一定要注意模擬母線的清晰和連貫。規模較小的變電站出線間隔不太多時，主環正面除布置控制屏（或五防裝置屏）外，兩側還有富裕屏位，如不作設備布置，也影響美觀；在作設備布置時，應考慮所布置的屏柜本身有功能整體性，具有單獨的小母線布置，如電能表和電能量采集裝置屏，同時應考慮與控制屏有相同或很相近的顏色和結構。
保護和其它裝置屏布置在主環的后部，保護屏應按電壓等級排列，與電壓等級有關的共用屏（如錄波器屏，母線保護屏、集中式低周低壓減載屏），應視具體情況可與本電壓等級的保護屏布置在同一排上，也可布置在另外的“排”上。總的要求是各電壓等級的保護和本電壓等級的其它裝置屏應排在一起或相近的屏位上，屏頂小母線連貫，少經過或不經過電纜轉接，同時應考慮擴建屏位留在兩側，以方便擴建時施工。
3．2 控制屏和保護屏的屏面習慣布置
微機型的測控裝置屏和保護屏廠家一般有成熟的布置。對于常規型控制屏，正面上部為測量表計，中上部為光字牌，以便于人員監視，中靠下為指示燈、控制開關，便于人員操作。應注意的是，相同電壓等級安裝單位的屏面布置應一致；測量表計、控制開關應與模擬母線相對應。最高一排儀表和最低一排光字牌應取齊；最低的操作設備離地不低于600毫米。
繼電器屏面布置要滿足調試方便和運行安全可靠，調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。調試工作量較大較復雜的繼電器，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。屏上設備裝設高度橫向應整齊一致。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，應按縱向劃分，并用明顯的線條區別。
4、二次設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。現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）布置控制屏（或監控屏），第（二）排布置保護屏，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、合閘出口均與保護屏有聯系，必須經保護屏上的操作回路才能對斷路器進行操作。如將保護屏與母差（低周減載等）屏排列對調，①電纜明顯增長，同時①②電纜造成交叉，當出線間隔很多時，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屏布置在同一排上，既節省電纜，小母線也容易連貫。此外，在實際布置時還應根據本站各電壓等級回路數（保護屏及其它裝置屏）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在一般采用廠家定型裝置完成，該裝置安裝于控制室內，其閉鎖接點GWJ與TV輸出的連接回路較長，筆者認為其閉鎖功能沒有用當地的刀閘輔助接點好，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，反送電到一次側而引起事故。
對于10kV等有柜體的出線回路，往往把保護裝置和計量表計裝在當地斷路器柜上，以減少占地和節省投資。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。筆者認為，對于配電裝置（斷路器柜）當地有保護裝置和計量表計的電壓等級，其TV的閉鎖應取就地的刀閘接點，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接線，見圖3。
(圖3 交流操作的電流保護接線)
圖3中的電流保護有1和2兩種接線方案，雖然其完成的保護功能完全相同，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，當電流保護動作時，方案2將加大了電流互感器的二次負擔，如兩者的距離越遠，增加的二次負擔就越大。連接導線對TA造成的二次負擔不可小視，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慣外，對屏內端子排的布置，各安裝單位應分界清楚，每個安裝單位的各功能端子排，如電流、電壓、直流操作、信號、輔助回路等應從上而下依次排列。每個功能端子排應當獨立，不能間入其他功能端子排。對元件的排列應根據接線邏輯功能來權衡布置，應注意各元件之間接線流程連貫，不要造成過多的往復交叉。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，二是三相電流經各自的電流表后，都要進入功率表，不會造成接線往復、流程連貫。對于電流保護、電流繼電器與時間繼電器也應靠緊布置，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，又不便于運行管理。如設計者自己設計元件布置，要做到排列清晰整齊、接線流程連貫和減少材料用量。
5、結束語
盡管不同的二次設備布置方式在相同的邏輯下其功能原則上相同，但合理的二次設備布置，可使用的材料更少，電纜交叉和重疊更少，設備清晰醒目，便于運行管理和維護，減少差錯，提高供電可靠性。所以，在工程設計時，對二次設備的布置進行優劣權衡，以減少或杜絕接線的迂回往復，對提高變電工程建設、運行的經濟型有一定的現實意義。
