摘要：作为电网线路连接关键点，变电所主要负责电流、电压分配与变换等处理，其运行质量会对电力系统电能提供稳定性以及电网安全产生直接影响，而电气以及线路过电流保护，作为变电所运行关键，其设计自然也是变电所关心重点内容。本文将以某220kv变电所为例，通过对电气以及线路过电流保护设计要点的分析，获得最终设计方案，旨在明确变电所相关设计要点，实现理想化变电所运行模式。
关键词：电网；220kv变电所；保护设计；电气设计；继电保护
在电力系统发生故障时，继电保护装置会自动启动，并展开一系列反事故操作，可实现对故障影响的有效控制，保证其他电力元件或设备不会受到破坏。就目前变电所线路过电流保护来看，继电保护是较为有效的过电流保护举措，可实现对设备以及元件的有效保护，会对变电所健康运作产生积极影响，对其展开研究与设计，将会对变电所运行与发展产生良好作用。
一、工程概况
本次工程为某220kv变电站，是地区电网枢纽，在具体实施建设时，需要展开电容器以及变电器基础等基础和电缆设计。变电所开关室轴线总长48米，电源进线为2回。按照电网系统运行要求，变电所在实施设计过程中，需要按照各电压等级需求，有针对性展开电气主接线设计，并要做好各等级电压短路电流计算，确定变电站最大运行方案，进而根据计算结果，展开电气设备选择以及电气设计等各项操作。
二、220kv变电所电气部分设计
（一）主变压器筛选
一般为保证供电持续性，变电所会展开2台及以下主变压器安装。如果变电所一级负荷配有备用电源或变电所只有一个电源，建议只安装一台主变压器即可。
在进行变压器形式挑选时，需要注意以下几点：①通常，主变压器会选择三相变压器，若存在运输或制造等限制，可选用单相变压器组，技术人员可按照变压器数量确定设备用项安装方案，例如，如果单相变压器只有一组，可直接进行安装；②若系统需要进行调压，可选用带有调压功能的变压器，如果是刚完成建设的变电所，运用带有调压功能的变压器，可达到有效提高运行经济性以及合理性的目标，能够在短期内获得一定收益；③如果变压器与两个中性点直接接地系统进行连接，可运用自耦变压器完成相应操作，但需做好技术经济比对，以防出现选择不当的状况【1】。
（二）站用电接线与其他电源接线设计
（1）电源容量与数量设计
本次变电所设置容量超过60MVA，带有强迫油循环冷却以及有水冷却等主变压器和设备的变电所，均设有两台变压器设备。在没有值班人员的变电所或就有整流操作电源变电所中，配有两台变电器，分别和不同等级电源进行连接。一般在建设初期阶段，会只配备一台主变压器，并接入一台工作变压器。若存在备用变电器，则会通过对电源自动投入装置的运用，完成连接任务【2】。在保证设备正常运转的基础上，站用电源通常会保持在2个以上。在进行接入方式设置时，可以按照具体需要，确定最终接入方式。鉴于本变电所综合情况，建议选用低压侧接入隔离开关与断路器的方式。
（2）站用电接线设计
在进行站用接线设计时，需要对施工、运行以及检修等多方面内容展开考量，要按照变电站具体情况，通过对新型设备与技术的运用，合理展开方案设计，以为方案高质量运用奠定扎实基础。而在进行备用电源设计时，需要保证备用电源独立性，应对其容量展开检查，确定其是否达到了相应标准要求，并要和电力系统保持紧密状态，要保证在完全停电的环境中，备用电源依然可以稳定发挥作用【3】。
（3）用电接线图设计
按照使用需求，变电站所用电负荷，以变压器冷却装置为主，在直流系统内包括晶闸管整流设备以及存放放电装置两项设备，涵盖小型变电站、照明设备以及消防系统等内容。一般只配备一台站用变压器，且变电器会由低压母线一面进行引进，变电器二次侧会设置220kv中性点直接接地三相四线系统【4】。因为站用电母线是运用低压断路器实现分段处理的，所以在进行变压器设计时，需要将变压器和相应母线连接在一起，实现两台设备的相互备用，保证系统运行持续性以及稳定性。
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图1电接线简图
三、线路过电流保护设计
（一）电容器保护
线路保护、速断保护以及过流保护基本一致，在进行平衡电流保护过程中，在不平衡电流数值超过规定范围时，相应定时器便会自动进入到工作之中。在定时器时间数值超过相应标准时，设备会自动展开保护动作，对电压实施保护。如果电压处于较低状态，且低于整定值，此时如果断路器处于合闸状态，且和其相应的定时器会自动开展定时操作，在定时器时间超过固定范围时，保护动作会延伸电压，进而对并联电容器展开保护。
（二）变压器保护
（1）接地保护
如果变电所是220kv以上中性点直接接地系统，一般会将零序电流保护作为后备保护，对变压器主保护以及相邻元件短路实施后备保护处理。在较大接地电流系统发生两相或单相接地短路故障时，零序电流分布、大小均会对变压器中性点接地位置、数量产生影响。
（2）差动保护
主变差动是主变主保护直接表现，主变三侧CT以内区域均属于受保护范围。如果在此区域中出现故障，多是因为电流方向发生变化，进而造成电流差而形成的，在差动继电器作用下，故障便会出现，设计人员可按照这一特点，展开相应保护设计。
（3）过负荷保护
变压器过负荷保护属于三组对称放保护装置，可通过对电流继电器的运用，通过连接产生延时作用，进而发出信号，将过负荷情况直观呈现出来。
（三）线路保护
（1）过流保护
在任何一组线路出现电流幅值超过标准数值情况时，定时器便会开始产生作用，此时返回系数的数值会处于0.94以上。如果定时器时间超出规定范围，此时需要展开相应保护措施，可按照躲开最大负荷电流，确定保护具体范围，以便在对自身线路形成有效保护的同时，做好相邻线路保护。
（2）速断保护
在线路电流幅值超过规定数值时，装置会自动产生速断保护操作。此种保护动作会受到系统运行密切影响，会按照躲开下一条全长展开保护操作。
（四）保护设计分析
作为一种较为有效的故障处理与预防方式，继电保护及保护装置的运用，可实现对系统故障的高效率处理，能够为变电所运行创造出更加优质的环境。设计人员在实施保护设计过程中，需要做好系统故障分析，掌握系统漏洞与隐患，并以此为依据实施继电保护强化处理，进而实现对整体供电系统的科学防护，确保保护设计作用可以被发挥到最大。
结束语：
为保证整体设计合理性与适用性，在具体展开变电所电气以及相关设计规划前，需要做好变电所具体情况分析。要在明确变电所具体情况以及电压等级等内容的基础上，按照电网供电需求以及其他方面要求，科学展开主变压器筛选、电气设计以及过电流保护设计等一系列操作，确保各项设计能够真正满足实际需要，能够达到预期变电所建设要求，进而实现理想化变电所建设模式，确保其所具备的各项功能可以最大限度发挥出来，进而为地区电网运行做出更大的贡献。
参考文献：
[1]周文越，李霞，郑永康.智能变电站母线保护频繁起动试验验证及其故障机理分析[J].电气应用，2019（4）：37-41.
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[3]刘玉涛.一种针对变电站远距离供电的220kV等级变压器保护方法[J].电气技术，2017（4）.
[4]李汉明，陈维江，张翠霞，等.多雷地区110kV和220kV敞开式变电所的雷电侵入波保护[J].电网技术，2002，26（8）：39-43.
论文作者:韩金龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/8
标签：变电所论文; 变压器论文; 电流论文; 线路论文; 电网论文; 变电站论文; 电源论文; 《基层建设》2019年第31期论文;