变电站户外端子箱规范化探讨

2018-02-17邹超勋

机电信息 2018年21期

邹超勋

（广东电网有限责任公司阳江供电局，广东阳江529800）

0 引言

目前变电站设计已经标准化、模块化，二次系统的保护设备、二次回路也有了相应规范和接线标准。这些标准的应用对于提升继电保护运行、管理水平，降低现场作业风险，提高现场作业标准化水平，减少继电保护“三误”事故起了重要作用。但变电站户外端子箱作为一次设备与保护、测控装置间不可或缺的连接设备，却一直没有相应规范或标准，造成各设备厂商生产的端子箱内部配置和功能都不尽相同，给运行管理和维护带来了各种不便。

1 变电站户外端子箱介绍

高压场地的户外端子箱主要有开关端子箱、PT（TYD）端子箱、主变本体端子箱三大类。户外端子箱按间隔设置，如每一开关间隔、每一PT间隔、每一主变间隔都分别设置一个端子箱。

户外端子箱作用和地位相当重要，它作为一次设备与保护、测控装置间不可或缺的连接设备，其内部包含有保护电流回路、刀闸操作及信号回路、交直流电源回路及加热除湿回路等，还有众多的按钮、转换把手、空气开关及继电器等元器件。

由于户外端子箱工作在户外，不可避免地常年受自然条件的影响，工作环境可以说相当恶劣。特别是在沿海地区的春夏季，空气湿度高，盐分高，潮湿和高温将不可避免地影响到端子箱内部，如果端子箱内部的除湿装置故障，会造成内部接线和元器件锈蚀老化，如密封不好，还会渗水及爬进壁虎等小动物，导致二次回路出现短路跳闸、绝缘降低、直流接地等故障，给电网的安全运行带来危害。为确保证户外端子箱内部环境良好，运维人员对其巡查可以说花了相当多的人力、物力。所以，户外端子箱产品质量的优劣，很大程度上会影响到日后的运维工作。

户外端子箱的内部设计和配线各厂家也不尽相同，二次回路端子排在功能上没有合理分区，在命名上不统一、不规范。各回路功能或接线不能一目了然，带来了现场作业的风险。运维人员在现场工作时，往往要花大量时间来核对图纸资料。

2 目前变电站户外端子箱的缺点

（1）端子排布置不合理。端子排布置没有按“功能分区，端子分段”的原则进行设计，如CT回路、刀闸控制回路、信号回路等功能没有明显分区分段，各功能接线不能一目了然。存在交直流混排，操作、信号、闭锁回路混搭，走线混乱等问题，在验收或故障处理时都需耗费继保人员大量时间精力去核对端子排接线，明显增加了继保人员作业难度和作业风险。

（2）端子排分段命名没有规范化。端子排分段没有按具体功能进行命名，如CT回路端子排段应命名为ID，信号端子排段应命名为YX，大多数端子箱只是按列简单命名为1P、2P或1X、2X等，不能直观地显示端子排功能。

（3）箱体内部结构设计不合理。端子箱设计过于紧凑，内部空间窄小，元件位置不利于维护，继保人员作业活动范围受限，会有误碰其他回路的风险。这种现状给继保和运维人员在验收、维护及试验工作中带来了诸多不便和作业风险。

（4）没有明确IP防护等级，箱体耐久性不足。一些厂家为节省成本使用较差材料，端子箱运行一段时间后，出现箱体密封性不好、门板脱落、把手生锈、进水漏水等问题，导致内部线路及元件起霉、生锈腐蚀，使回路接触电阻过大或绝缘降低，会造成开关拒动或直流接地等严重影响设备安全运行的故障。

（5）箱体内环境控制手段不足。例如箱体内只有一个简单的温湿度传感器和加热装置；热源功率不匹配，功率过大或过小；位置放置不合理，如离导线过近烧伤导线。

（6）箱体内的元器件如TYD电压继电器，型号不一，导致备品备件管理困难。

造成上述状况的原因是没有变电站户外端子箱设计规范及接线标准可供参考，厂家在设计制造端子箱时各自为政。目前一个标准的220 kV变电站端子箱数目就多达几十个，且型号不一，内部元件布置不尽相同。虽然各厂家生产的端子箱都能实现所需功能，但细究起来，设备厂家只根据现场功能、业主要求及自身经验来制造端子箱，这使得各厂家制造出的成品端子箱的大小、外观、内部结构、元件配置都不尽相同，特别是各功能分区和端子排布置，离继电保护的规范化还有相当差距。因为无强制标准依据，导致验收、维护过程中出现上述系列问题时，无法找到标准进行整改解决，往往在厂家、施工方、供货商和监理之间扯皮、推诿，问题长时间得到不解决，影响验收进度和验收人员的执行力。且由于各端子箱设计的不统一，对这些端子箱的维护如封堵，检查有无小动物、进水，除湿装置是否正常等需花费运维人员大量的时间和精力。

3 变电站户外端子箱规范化探讨

目前变电站的设计已标准化、模块化，各电压等级的保护设备也有了具体设计规范。以Q/CSG 110035—2012《南方电网10 kV～110 kV线路保护技术规范》为例，它规范了10～110 kV线路技术原则、配置原则、组屏方案、端子排设计、压板设置和二次回路设计，提高了继电保护设备的标准化水平，为继电保护的制造、设计、管理和运行维护工作提供了有利条件，提升了继电保护运行、管理水平。又如Q/CSG 11102001—2012《南方电网220 kV变电站二次接线标准》规范了变电站二次接线设计，统一了各设计单位的二次回路设计，降低了现场作业风险，提高了现场作业标准化水平，减少了继电保护“三误”事故。

因此结合生产实际，参照网省公司的有关规范规定，制定变电站高压场地户外端子箱的技术规范和接线标准，对各类户外端子箱进行二次系统标准化设计，使同一类型端子箱功能配置、回路设计、端子排布置统一，同样有利于提高变电站二次设备的安全运行水平，降低继电保护现场作业风险，提高现场作业标准化水平，减少继电保护“三误”事故，也有利于节省运行维护成本，提高经济效益。

3.1 户外端子箱应明确的技术规范

（1）箱体材料：应明确采用何种箱体制作材料。如采用冷轧钢板或不锈钢钢板制造，厚度应达到多少。

（2）外观大小：应明确各电压等级端子箱的外观及尺寸，相对而言，电压等级越高，端子箱内部的二次回路接线越多，箱体也必然需增大，要做到外观统一、大小适合。

（3）防护等级：应明确端子箱的防护等级及防震等级，防护等级应达到IP54级别，有效防尘和防水喷溅。

（4）内部设计：应明确端子箱的内部设计，满足功能需求。应区分空气开关安装区、继电器安装区、操作面板区及加热器安装区等，各区应利于运维人员检修和维护，便于更换元器件。

（5）端子箱内环境控制：明确端子箱内温湿度控制要求及控制器要求。应确定端子箱的内部温度及湿度限值，达到限值采取相应措施除湿或降温；应采用PTC材料元件制作的加热器作为除湿装置，PTC材料的发热器，发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器，突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤、火灾等安全隐患。相比采用电阻丝的加热器，优点是寿命长、表面温度可控、免维护。

（6）二次回路及端子排：按“功能分区，端子分段”进行设计，符合南方电网有关标准及反措要求。应设电流端子排段、电压端子排段、信号端子排段、各刀闸操作及闭锁端子排段、交流电源端子排段，各不同功能端子排应合理布置，便于走线及维护。各功能端子排所用端子应符合有关标准，如电流电压回路应用试验端子，而交流回路必须用满足回路电流的端子。各功能段都必须有一定数量的备用端子。