变电站二次继电保护设计方法及问题研究

田骐玮 袁见 张益明 陈云海 马健

摘 要：变电站作为电力供应系统中最重要的一个部分，对于电力安全以及电力运行有十分重要的作用。本文主要是针对变电张的二次继电保护进行讨论，对其设计方法和相关问题进行研究，希望可以为相关的设计人员提供一些设计上面的灵感。

关键词：变电站;二次继电保护;设计方法;问题研究

引言：

社会的用电需求在不断的增加，社会的各个方面对于电力的稳定也提出了更高的要求。电力系统中二次设备的运行时保证电力稳定的重要措施，通过二次系统电力工作人员可以对变电站的相关设备的运行进行检测，对电力的流量进行次梁，从中发现问题并且解决问题，进而保障变电站可以稳定运行。当然在二次系统的运行过程中，也会受到外界的干扰，影响变电站的安全，本文主要就对这方面的问题进行讨论和研究，希望可以对我国变电系统问题有一个很好的总结，为变电站的稳定运行提供很好的助力。

一、设计原则

二次继电保护是变电站保护二次系统的主要手段，在进行保护的时候需要按照下面的设计原则进行：

（一）选择性

在二次继电保护运行的过程中，保护装置要可以对二次设备的状态和行为有一个实时的解读和分析，如果在得到的反馈数据有问题之后可以对出现问题的部门进行设备运行的切断，但是不能影响其他正常部分的运行[1]  。这对于变电站设备来讲是最重要的，因为变电站是电力输送渠道最重要的装置，如果发生全面断路的情况，那么很有可能造成输电线路沿线全部失去电力的情况。

（二）迅速性

在二次继电保护运行的过程中，如果出现故障那么保护装置可以在最短的时间里面完成对发生故障设备的运行切断，完成对整个变电站的保护。变电站是一个综合性以及系统性的设备装置，各个子系统相互之间都是有联系的，如果不进行及时的切断很有可能造成大面积故障的发生。

（三）灵敏性

在二次继电保护运行的过程中，如果出现故障那么保护装置需要在第一时间完成保护动作，这是变电站设计和建造之时最重要的指标。只有完成最灵敏的反应以及动作，变电站在安全保护方面才不会有大的问题[2]。而且变电站中储存有大量的能量，如果机电保护装置反应不迅速那么很有可能造成大规模爆炸。

（四）可靠性

二次继电保护运行的过程中，继电保护装置需要处于一个良好的状态，如果因为保护装置出现故障在发生问题的时候没有及时完成对故障所在位置的切断，很有可能造成系统其它部分出现问题。因此二次继电保护的装置一定要具有可靠性，确保在设备层面将出现的问题解决掉。

二、选型问题

（一）零序电流问题

对于零序电流的保护问题，目前使用最多的是通用定时比较器T1，其主要的作用是在程序开启之后会对系统进行初始化，然后在进行模拟信号采集的过程中同时也进行A/D的转换，最后对电压系统和进行调节[3]  。

当然检测器检测到的电压超过了110kv时，出现单项接地故障的频率最高，这就需要零序电流对这个故障进行排除，确保线路的正常运转。

（二）电压切换问题

母线电压切换在实际的操作中是需要使用母线隔离闸的，如果电力正常运行但是隔离电闸却出现了接触不良的现象，那么就会造成失去电压或者是保护装置启动的情况。所以为了避免这种情况出现，需要将切换器变为双位置的继电器，这样在一个切换装置出现问题的时候还有另外的一个切换装置发挥作用，并且运行良好的切换装置还可以对不能进行正常运转的切换装置进行工作矫正。

（三）后台系统问题

变电站的自动化是目前变电站发展的主要方向，后台控制系统是变电站控制的中樞，通过后台中枢变电站的工作人员可以对目前电站的运行情况进行检测以及故障的监察。在正常的工作进程中，变电站是进行直接供电的，电源电流变为了后备电源。而在选择逆变器之后，其容量大小需要在500-1000VA中间进行选择，通过再这样的解决方式可以对后台监控中出现的一些问题进行线上解决，并且也稳定了电源电压保证整个系统的安全运行。

三、设计方法

（一）母线及断路器

从以往的使用经验表明，产生失灵保护的主要原因是因为出现了误判导致了保护装置出现了误动，进而造成了整个系统或者是部分系统不能正常的工作。因为对于失灵电流的判断是通过独立的保护装置来实现的，而不是保护装置的断路功能来进行判断的[4]  。因此这就造成了失灵保护对于回路中电流的控制，要解决这个问题那么首先就需要对目前电流的方向进行判断，然后根据先关的技术对问题进行解决，保证线路的正常以及变电站各个系统、装置正常运转。

（二）重合闸保护

在设计中对失灵保护进行相对应的问题设计处理之后，就不再进行断路器等辅助保护设备的设计了。但是在实际的操作中为了保障整个线路的安全性，那么就需要设计重合闸的功能。还有就是为了降低电流回路的时间以及距离，两个保护线路要相对的独立起来，重合闸功能的设计也需要设计两套。也就是说在正常运行的情况下，重合闸保护装置需要独立在两条保护线路中独立的运行，两套系统是可以进行同时启动以及运行的，两者之间的运行并不会由相互影响的因素。

（三）切换箱接线保护

在电压切换箱方面的设计可以采用双接点的模式，这样可以避免因为某一个接线点接触不良导致的电压降低或者是电流断路。而且在检查的时候，如果相关的工作人员操作有问题或者是不到位，那么可能导致反向送点。所以为了避免这种情况，在进行设计的时候电压切换箱和保护装置需要对这一问题进行考虑，将隔离闸刀的辅助节点输入方式设置为使用单位设置，这样如果出现接触不良那么对于电压的影响 不会很大，而且还会启动另外的一条保护线路保障变电站的继续运行。

（四）信息管理系统

Windows系统作为目前使用最广泛的系统，其核心代码是保密的，所以整个系统中的一些代码会有带有不良的性质，如果想将这部分代码剔除需要花费的人力和物力相当大。但是LINUX系统是一款开源操作系统，代码都是的公开的。所以通过这套系统我国电力部门可以定制属于自己的变电站操作系统，这样在安全上面也会十分的高，并且稳定性也会有很大的提高。还有就是可以根据实际的应用情况电力系统对于变电站的信息管理系统还可以进行修订，保证系统的稳定性以及便利性。

四、结束语

总而言之，变电站的二次继电保护方案的设计是一个系统性的问题，在这几的时候需要注重的细节比较多、也比较杂，这需要设计人员在进行设计的时候更细心。

参考文献：

[1]李磊.变电站二次继电保护设计方法及问题研究[J].中国科技投资，2018，12（26）：138-141.

[2]尹志娟.变电站二次继电保护设计方法及问题分析[J].建筑工程技术与设计，2018，123（15）：3165-3170.

[3]王东明.继电保护技术原则在变电站二次设计中的应用[J].电子测试，2017，12（23）：36-37.

[4]周微微.变电站二次继电保护装置设计研究[J].环球市场，2018，23（16）：160-167.