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摘要：目前，我国变电站的继电保护与直流系统的二次设计都显得不完善、不精细，导致系统存在的安全隐患对电力系统的安全稳定性造成严重破坏，并相继出现了各种不同程度的设备损坏事故。特别是变电站继电保护的组屏方案、配置原则都有存在着较大的差异，十分不利于工作人员运行、维护以及管理设备。笔者结合多年经验在本文对继电保护二次设计的编制依据进行概述，并分析了二次设计和二次设备选型时应该注意的相关性事项，探讨了继电保护组屏和配置原则，并提出在运用过程中应注意的问题。
关键词：变电站；二次继电保护；设计方法
引言
随着电力系统的飞速发展，各个方面对于供电安全及质量都提出了更高的要求，变电站作为重要的供配电枢纽，其运行质量至关重要。在变电站设计过程中，二次继电保护设计时非常重要的一个环节，通过对以往二次系统设计、运行情况的统计分析，我们发现由于设备种类繁多等因素，导致二次继电保护在投运后问题频发，严重影响了变电站的安全稳定运行。本文分析了二次设备选型与二次设计时需要注意的细节性问题，从而探讨出继电保护组屏与配置原则。
一、二次继电保护的依据原理
随着科技的快速发展，一些微小型继电保护装置得到了广泛使用，特别是在电力方面更是发挥着重要作用。但是在实际的使用中，不同厂家不同保护装置的输入和输出、端子、报告以及定值等都不统一，也不规范，在使用时出现很多问题，同时给继电保护的运行和使用、维修和管理方面带来很大的困扰。因此国家电网调度中心编制了两个针对继电保护的企业标准，即《国家电网线路保护方法规范》和《继电保护以及二次继电检验规范》二次继电保护装置是在准许的标准和技术规范上进行操作的，以编制的两个标准为依据。二次典型设计中对继电保护的配置坚持的原则、技术需求和组屏设计方案等与这两个标准是一致的，同时二者各有不同和侧重点。二次典型设计比较适合设计院在大型工程建设和设备采购时对继电保护的统一规定，但是两个企业标准则是对厂家的保护装置统一规定。
二、设备选型问题
（一）、零序电流保护
在电压等级超过110KV的系统中，故障发生率最高的是单相接地故障，其故障率在总故障中高达百分之九十以上。零序电流保护是及时切除单相接地故障实现线路保护的常规采用模式，零序电压3UO与零序电流3I0组成的方向元件是零序保护常常采用的元件类型。
（二）、母线电压切换
当变电站中采用双母线接线时，二次母线电压与直流电源要实现二次切换必须得通过运行相应的母线侧隔离刀闸。如果在运行过程中，隔离刀闸出现接触不良现象，就会导致距离保护失压，容易出现距离保护误动作情况。因此，为了有效改善和解决这一问题，部分切换不到位的生产厂家，应将其切换继电器改装为双位置继电器在电压切换箱中。
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（三）、220kV及以下变压器的保护设置
常用的220kV变压器属于三相式三卷变压器，根据变压器的技术设计要求，这种变压器会装置瓦斯保护和差动保护功能，尤其是在高压侧和中压侧都会装有复合电压保护，有的还会安装有零序方向电流保护或者间隙保护，一些变压器设备还会装有低压侧复合电压过流保护。将各方向的复合电压保护以及零序方向的电流保护结合起来可以反映变压器的内部情况。110kV及以下的变压器通常也会装设瓦斯保护和差动保护，对于零序保护和间隙保护以及复合电压电流保护等这些方面的保护作用和220kV变压器的作用类似。
（四）、变电站后台系统
变电站系统的后台监控装置对整个变电系统的性能和效率都有一定影响，因而对此种监控后台设备各方面要求较高。不过，目前的变电站后台系统大多数采用性能一般的商用机，这些机器经常由于性能原因而导致一些设备损坏，不利于系统的平稳安全运行。因此，要通过相应的改进措施来应对这一问题，比较常用的做法为在后台系统配置容量大的优质电源。此外，对一些继电器还应设置两路输入电源，并将其作为变电站处的直流电源。这样可以使得系统的直流供电电源有更可靠保证，在出现故障时可以使用站用变电源，进行逆变处理后提供给监控机。
三、继电保护装置及组屏方法
（一）、线路重合闸
母线保护负责断路器的失灵保护以及对失灵电流的判别，根据二次典型设计的相关规定，要求断路器的辅助保护装置不再进行独立配置，而是在每一套线路保护中设置重合闸功能。为了让回路进一步简化，让两套保护处于独立性状态，要求在进行典型设计时，应采取一对一的重合闸线路保护启动，同时保持断路器控制情况应与位置处于不对应启动形式，两套重合闸不应成相互闭锁或启动的方式。因此，应同时运行或退出每套线路保护与重合闸，如果只需一套重合闸进行合闸工作时，必须断开另一套重合闸压板，或者将控制字设置为禁止重合闸状态。在对双母线接线的二次设计时，根据相关规定，要求2套线路保护应自带重合闸功能，线路保护三跳回路直接与重合闸沟通，并且沟通时使用的合用线路保护应进行三跳，其中，2套保护装置都不与三跳发生沟通。
（二）、母线保护与断路器失灵保护
当无启动失灵保护进入回路时，很容易造成失灵保护进行误动作操作。因此，在失灵最终跳闸的相关原则下，失灵电流的判别通过失灵保护的实现，对提高失灵保护的稳定可靠性具有重大的促进作用。因此，在进行二次典型设计时，应遵循以下设计要求：（1）配置完备的双套失灵保护在双母线中，且在双套母线保护中应含概双套失灵保护的相关功能。（2）进行失灵保护双重化配置以后，应将失灵保护与每套线路采取一对一的启动模式，使得失灵启动装置得以简化。通过母线保护实现对失灵保护电流的判别，并将110kv间隔独立配置的相关失灵启动装置取消。
（三）、通信信道
在正常情况下，由于通信设备两个专业的规定不同，需要继电保护与通信系统之间进行相应的调整，主要表现在以下三方面：第一，如果一回路两套纵联保护采用的是专门的通信发射机，必须分别建设光通信设备通道，并进行单独的传输；第二，如果系统线路保护采用的是光纤特殊的通道，可以使用保护的光纤和通信光纤配线架直接连接；第三，对于50公里以下的短线路，可以在缺乏光电缆道的基础上，设置双电缆双回线路。
（四）、电压切换箱接线
设计电压切换箱时，为避免因接触不良而导致的失压问题需要设计双位置接点。不过在检修过程中，若采取了不正确的施工措施，就有可能会产生反送电现象，导致出现一些安全事故，甚至会使得设备损坏。因而在进行二次设计时，若电压切换箱已经实现了较好的双重保护，则在设计隔离刀闸辅助接点时应要求设计成单输入方式，以使得出现刀闸辅助接点故障时，切换回路如果出现异常，则可以按照实际情况，把其中一套可以短时退出。
结束语
二次继电保护对于变电站乃至整个电力系统的安全稳定运行都有着重要的意义，保护系统的运行可靠性是保护设计过程中的关注重点。在上面文章里，我们只是简单的对变电站继电保护的设计方法及问题进行了了解，在实际的设计过程中，需要考虑和注意的问题还有很多，且随着智能化变电站的推广应用，在继电保护设计方面又出现了更多的变化和要求。为了能够设计出更好、更恰当的继电保护方案，就要求设计人员应不断的强化相关设计理论及技术。
参考文献：
[1] 张巧玲，李西安.变电站二次典型设计中继电保护技术原则[J].中国电力，2009（6）.
[2] 盛敏，汪楚锟.变电站二次继电保护设计方法及问题研究[J].中国高新技术企业，2016（02）：135.
[3] 张巧玲，李西安.变电站二次典型设计中继电保护技术原则[J].中国电力，2009（06）.
[4] 张俏龄．变电站二次继电保护设计的相关问题研究[J].科技资讯，2012，（3）．
论文作者:张琳
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：变电站论文; 继电保护论文; 母线论文; 电压论文; 线路论文; 电流论文; 变压器论文; 《电力设备》2016年第17期论文;