浅谈变电站二次设计中的问题

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2012）12-0242-01

摘要：介绍了二次设备选型问题，指出了二次设计应与反事故措施紧密结合，论述了变电二次设计过程中需注意的细节问题。

关键词：变电二次设计 设备选型 反事故措施

随着综合自动化系统、微机型继电保护装置和高频开关电源等新型技术在电力系统的不断应用，给二次系统的设计、维护和运行骷来了极大的便利，但是电力系统运行环境未变，对二次设备的要求反而越来越高，使二次设备成为电力系统安全稳定运行的关键。

1、二次设备选型问题

1.1零序保护

在110KV及以上电压等级的系统中，单相接地故障占总故障的90%以上。线路保护中快速切除单相接地故障的保护一般采用零序电流保护。

目前110KV及以上线路保护零序方向元件有3种具体构成方式。第一种是3I0和母线电压互感器的开口三角电压3Uo（以下简称外部3Uo）组成的独立方向元件；第二种是3I0、外部3Uo和母线电压互感器3个相电压的矢量和（以下简称自产3Uo）组成的复合方向元件，零序方向元件的3Uo正常情况下取用自产3Uo，如果电压互感器断线则取用外部3Uo；第三种是3I0和自产3Uo组成的独立方向元件。在实际运行中利用3I0和外部3Uo组成的零序方向元件已经造成了大量的误作和拒动，解决的办法就是彻底不用外部3Uo，采用第三种方式，这样就可以减轻设计人员的负担，简化接线，而调试人员只需在带负荷测向量时保证三相电流和三相电压相位无误时，就可以保证零序方向元件接线的正确性。

1.2母线电压切换

在双母线接线的变电站中，每个间隔距离保护所需的二次母线电压和直流电源均通过相应运行的母线侧隔离刀闸的辅助接点进行二次切换。如果隔离刀闸的辅助接点在运行过程中接触不好或是在倒母过程中切换不到位，就会使距离保护失压，极有可能造成距离保护误动作。

1.3变电站后台系统

变电站综合自动化系统设计中一般容易忽略的是后台监控机的选型。配置这种逆变器，解决后台监控机的站用交流电源中断问题，效果良好，而且克服了站用电交流电压波动较大，谐波干扰严重等难题。

2、设计要与反事故措施紧密结合

反事故措施（以下简称反措）是运行生产部门多年来在众多事故和经验的基础上提炼出来的技术结晶。设计人员必须认真学习领会，并在设计过程中灵活应用。

（1）某ll0KV变电站事故前ll0KV，35 KV，l0KV母线为单母运行方式，1#主变运行，中性点不接地。由于故障不能切除，持续的短路电流使主变绕组过热，造成高压绕组接地，从而使上一级开关的零序保护动作跳闸，最终将短路电流切断。

结合事故原因，主变保护没计中需注意以下问题：

第一，主变差动保护动作条件不充分是导致故障扩大的主要原因。造成这一状况是由于投产之初电流互感器安装位置的历史原因，使差动保护区不能包含断路器，按反措要求差动保护的电流必须取自于开关与母线刀闸之间的电流互感器，因此主变保护设计中必须特别注意差动保护用电流互感器位置的选择。

第二，造成本次事故的另外一个主要原因是高压侧后备保护复合电压灵敏度不满足要求。按反措要求，电流后备保护应经过各侧复合电压组成的或门后开放，也就是说只要有一侧的复合电压继电器动作就应该开放电流后备保护。

（2）某220 KV变电站事故前220 KV，110 KV母线为双母并列运行方式，10 KV母线为单母分裂运行方式。当一回l10 KV出线线路单相接故障时，该线路和主变的110 KV侧零序保护拒动，最终由主变的高压侧后备保护动作分别跳开两台主变的三侧开关，造成110 KV母线失压，引起大面积停电事故。

3、二次设计需注意的细节问题

在变电站的二次设计中，细节问题容易被忽略，而有些细节问题是致命的，它可能在调试过程中未被发现，也可能运行很长时间也不会出现异常，但是极有可能在事故过程中起到推波助澜的作用。

3.1二次电缆的相关问题

保护装置及其二次回路的设计，不仅仅只是以满足电气原理接线图为原则，应同时根据具体情况认真考虑电缆走向、长短等对保护行为的影响，特别要考虑在出现可能出现的异常情况时，外界因素对保护装置的影响以及保护装置的承受能力。

3.2防止二次寄生回路

《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》要求“接到同一熔断器的几组保护直流回路中，每一套独立的保护装置均应有专用于直流熔断器正负极电源的专用端子对，这一套保护的全部直流回路包括跳闸出口继电器的线圈回路，都必须且只能从这一对专用端子对取得直流的正、负电源。不允许一套独立保护的任一回路接到有另一套独立保护的专用端子对引入的直流正、负电源。”这是一个二次设计中非常重要且最容易忽视的问题。如果每一套独立的保护装置的直流回路不是全部取自该保护专用的电源端子对，运行过程中不会出现多大问题，但是当保护维护人员处理缺陷需要打开部分二次接线时，就会造成二次回路电阻分配发生变化，产生寄生回路，极有可能使部分继电器两端电压变化，从而造成保护的误功。

3.3部分典型设计回路并非一成不变

多年来常规保护设计积累了大量典型设计方案，但是随着微机型二次装置、综合自动化系统和新型一次设备的大量应用，许多典型设计回路需要根据现场实际情况作相应变更。随着综合自动化系统的大量应用，微机保护中的过流闭锁调压继电器普遍采用小型化继电器，有的甚至是集成块式继电器，有的接点并不是常规意义上的接点，而是通过光电隔离器形成的接点，这些接点和常规电流继电器的接点相比普遍存在断弧容量小的缺点，实际运行过程中时常出现接点甚至是继电器烧损的情况。为了解决这个问题，可以设计这样一个回路，用过流闭锁调压常闭输出接点启动一个新安装的小型化直流接触器，然后由接触器的常开接点串入有载调压操作回路的公共回路实现调压闭锁。这个回路的改动不仅解决了小型化继电器接点短弧容量小的问题，而且避免了交流动力同路直接进入微机保护装置而造成的强电磁干扰。

4、结语

二次回路设计既要把握重点，又要重视细节，使二次系统真正成为电力系统的安全屏障。

参考文献：

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[3]邹森元，李锦生，田雨平.电力系统继电保护及安全自功装置反事故措施要点案例分析[M]沈阳：白山出版社，2000：1-12；43-46；62-65.