李建伟 苏传宁
（国网曲阜市供电公司 山东曲阜 273100）
摘要：变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。随着社会的发展，电力系统逐步应用了综合自动化电力控制、微机继电保护装置等变电二次设计，大大提高了变电站运行的安全稳定。本文就变电二次设计中的相关问题展开论述。
关键词：变电所；二次设计；继电保护；电压切换；级差配合
在具体的变电站设计工作中，设计人员需要充分地考虑国家相关技术规定，在保证变电站运行安全可靠的基础上，根据当地特点积极地推出新型设备和材料，提升变电站的自动化水平。同时，变电所在设计的过程中应该将节能环保的设计原则应用到其中，将可持续发展的相关原则进行贯彻和落实。
一 变电二次设计的要点
1）电气主接线基本要求。电气主接线的设计应根据变电站在电力系统中的地位和作用，应满足可靠性、经济性和灵活性要求。在配合主接线设计的过程，二次专业主要要考虑以下三方面：①提高主接线可靠性和安全性。配合变电站变电接线进行设计，要选取现代化自动装置和高质量设备，提高主接线的可靠性。②要尽量减少经济投资。要在一定的范围内控制设备经济消耗，保证选取设备经济效益合理。③保证满足变电站在运行中的相关要求。
2）电流互感器二负荷选择。电流互感器二次负荷额定值需根据互感器额定二次电流值和实际负荷需要选择。实际负荷计算时需要考虑所连接二次设备的阻抗，二次电缆阻抗及接触电阻，一般工程验算可忽略负荷阻抗之间的相位差。测量用电流互感器的二次负荷值不应超出表1规定的范围。
3）继电保护和安全自动装置配置方案。继电保护和安全自动装置是保障电力系统安全、稳定运行不可或缺的重要设备，需要根据电力网结构、变电站主接线形式、运行方式统筹考虑，合理安排。既要满足电力网结构和变电站主接线的要求，又要考虑运行方式的灵活性。在全站保护CT配置过程中需要尽量扩大保护范围，相邻保护之间存在一定的重叠区，消除或尽量减小保护死区。
4）直流系统参数选择。①直流系统标称电压：专供控制负荷的直流系统宜选用110V，专供动力负荷的直流系统宜选用220V，控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统采用220V或110V。②蓄电池组型式：蓄电池有防酸式铅酸蓄电池，阀控式密封铅酸蓄电池，镍镉蓄电池三种形式，目前变电站直流系统一般选用阀控式密封铅酸蓄电池组。阀控式密封铅酸蓄电池又分为贫液式和胶体式，一般选用贫液式。③每组蓄电池组的电池数量：铅酸蓄电池组，应根据蓄电池厂家推荐的单体电池正常浮充电电压值（无产品资料时可宜取2.23V~2.27V）和1.05倍直流系统标称电压来选择。④高频开关充电模块数量：双蓄双充直流系统，每组充电模块数量可按下式计算：n = n1 + n2；；n2=1（当n1≤6时）；n2=2（当n1≤7时）。式中：I10铅酸蓄电池10h放电率电流，数值C10/10，A；C10为10h率放电额定容量。Ijc经常负荷电流，A；Ime单个模块额定电流，A；n高频开关电源模块选择的数量。
5）母线电压切换（如图1所示）。220kV及以上电压等级的变电站在设计过程中经常采用双母线接线，各间隔通过母线侧刀闸来选择所需要连接的母线，保护装置通过刀闸辅助接点来完成二次电压切换，确定每个间隔的保护装置所需要的二次母线电压。设备运行过程中，一旦隔离倒闸一侧的辅助接点发生了故障，很可能造成保护失压，进而引发发生一系列误操作，给变电运行带来非常严重的后果。将切换继电器改成双位置继电器，能够有效避免上述危害。同时采用双位置继电器接点发出切换继电器同时动作信号，如遇刀闸位置异常或双位置继电器本身故障引起了接点粘死，导致两组电压非正常并列的情况，以上信号会保持直至故障排除。
二 变电二次设计过程中需要注意的细节
1）抗干扰措施。CT的二次回路接地：由几组CT二次组合的电流回路，例如3/2断路器接线的保护/测量电流回路，应在第一级合电流保护/测量装置处一点接地；其余独立的、与其它CT二次回路没有电的联系的CT二次回路，在就地端子箱（汇控屏）处一点接地。经继电器及通信室零相小母线（N600）连通的几组电压互感器二次回路，只应在继电器及通信室将N600一点接地，各电压互感器二次中性点在开关场地接地点应断开；为保证接地可靠，各电压互感器地中性线不得接有可能断开的断路器或接触器等。
2）防止二次寄生回路。为防止出现二次寄生回路，双重化配置的两套保护的电流回路、电压回路、直流电源和跳闸回路需相互独立。两套保护电流应分别取自电流互感器的不同绕组，电压应分别取自电压互感器的不同绕组，保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈。每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型的故障。两套保护之间不应有任何电气联系，充分考虑到运行和检修时的安全性，当一套保护退出时不应影响另一套保护的运行。
3）直流回路级差配合。变电站内直流空气开关（直流熔断器）不正确动作（熔断）会扩大事故范围，为防止此类事故发生，设计过程中必须考虑直流空气开关（直流熔断器）的极差配合问题。直流回路中的上下级设备一般由不同厂家提供，而上下级直流空气开关（直流熔断器）之间的极差配合就只能由二次设计人员来统筹考虑。
4）电流互感器极性。变电站内电流互感器一般采用同名端P1朝母线侧配置方式，这种情况下，主变差动保护各侧电流互感器二次回路均采用同名端S1出线，便能保证差动保护的差流计算条件。但实际设计过程中电流互感器同名端P1的朝向可能会有所不同，这时就需要调整电流互感器二次回路接线来满足差动保护差流计算条件，设计时要特别注意。
5）二次电缆走向设计。二次设计过程中一般不会提供有关二次电缆走向的设计图纸，这就会造成施工时电缆敷设走向与设计统计时电缆走向不一致，可能会出现电缆长度不够或多余的情况。剩余过多电缆会造成资源浪费，电缆缺少又会影响施工及投产进度，故二次设计时应提供电缆走向图，并尽量优化电缆走向，减少二次电缆数量，既要保证施工需要又要减少资源浪费。
三 结语
综上所述，在进行变电站二次设计的过程中，设计人员应熟悉变电站二次设计遵循规程规范，执行标准设计，对变电站二次设计相关问题进行分析，加强细节设计，认真执行反措，从本质上提高变电站二次设计的安全性、可靠性。
参考文献：
[1]曲伟，李宛潼.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].黑龙江科技 信息，2013（5）.
[2]王帆，马海龙.浅析综合自动化变电二次设计过程中的细节问题[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2011（12）.
[3]蔡建威.变电站二次继电保护设计方法及问题[J].城市建设理论研究（电子版），2012（14）.
作者简介：
李建伟：男；汉；工程师；硕士研究生；研究方向：智能变电站设计；供职单位：国网曲阜市供电公司；
苏传宁：女；汉；高级工程师；本科；研究方向：智能变电站设计；供职单位：国网曲阜市供电公司。
论文作者:李建伟,苏传宁
论文发表刊物:《电力设备》第02期供稿
论文发表时间:2015/9/22
标签：变电站论文; 回路论文; 接线论文; 电压论文; 负荷论文; 过程中论文; 母线论文; 《电力设备》第02期供稿论文;