变电站二次继电保护设计方法及问题研究

董默

摘要：随着现阶段我国电力事业的不断发展，我国的变电站事业得到了飞速的发展，其中的继电保护和直流系统的二次设计都具有相当重要的作用，如果在设计当中出现了不完善和不精细的现象，对于系统自身就会产生相当重要的影响作用，最终对设备产生不同程度的影响。因此在此种情况下，就需要对其中的继电保护方法做出详细的设计，根据实际情况来找出解决实际问题的方式。在本文当中首先对变电站二次继电保护设计原则分析;其次对变电站二次继电保护设计方法与继电保护配置与组屏方式详细的分析;最后对变电站二次继电保护设计注意问题进行分析。

关键词：变电站;二次继电保护;设计方法

引言

近年来，随着科学水平的不断提高，我国的电力行业也取得了突破性的发展。在电力系统中，微机型二次继电保护设备在电力企业中广泛运用。但是，由于目前我国生产二次继电器保护设备的企业很多，二次继电保护产品在定制、报告、端子等方面存在很大的区别，设备不符合规范的情况比较严重，设备操作、保养等方面复杂，使变电站的管理更为困难。所以，为进一步加强二次变电站的装置的规范性，电网调度系统在符合我国有关规定的基础上，结合企业的自身特点逐步完善和制定了相应的标准，使二次继电保护的开展更为规范。

一、变电站二次继电保护设计原则分析

为了更好地针对变电站的二次继电保护进行设计，创建关于变电站保护方面的二次系统，应采用继电保护的设计方式实现目前的保护目的。在设计工作中应确保相关继电保护装置可以根据以下原则开展设计工作，提升整体工作效果：（1）应遵循选择性的工作原则，根据保护情况，正确开展设计工作，使得保护装置能够针对二次设备的实际状态进行解读分析，独立地处理故障问题，切断相关设备，预防故障问题，促进设备的正常运行;（2）应遵循迅速性的工作原则，如果二次设备出现了故障问题，在最短时间之内实现继电保护装置的应用，快速进行二次设备的切断处理，提升保护工作效果;（3）应遵循灵敏性的工作原则，如果相关的二次设备以及系统发生了故障问题，无论故障位置在哪里，都可以采用继电保护装置进行保护，形成自动化的保护，提升整体工作效果;（4）应遵循可靠性的工作原则，根据二次继电保护的设计特点，促进装置处于良好的运行状态，一旦出现故障问题，继电保护系统就可以完成保护工作任务。

二、变电站二次继电保护设计方法

（一）二次设备的选型问题

变电站层即工作站层，由就地监控、远动、计量、五防、电压无功控制及监控主机组成。除电度表、智能低压配电屏、消防报警装置、防盗报警装置和直流屏采用485接口外，该层其他设备通过站内以太网连接。

综合自动化系统采用分层分布式结构。监控网络设A/B双网，另设专用录波C网。站级层、间隔层均采用双以太网。二次设备室至10kV高压室之间的通信介质采用光纤，其余为双绞线。站控层设备按全站最终规模考虑，包括：当地监控主机/操作员工作站、保护信息子站、远动工作站和打印机等。间隔层设备按本期规模设置，按间隔配置。220kV、110kV测控与保护分开，置于二次设备室，其它智能设备可通过通信口或智能型设备接入监控系统。

变电站采用卫星对时同步系统实现对时，由标准同步时钟本体和时间同步信號扩展装置组成。标准同步时钟本体需能接收GPS卫星和中国北斗卫星发送的信息。站内需对时的设备采用对时方式实现对时功能。

在功能分配上，采用“尽量下放”的原则。凡是可以在间隔级完成的功能不依赖于通讯网，功能划分如下：

间隔级：负责数据采集、继电保护、计量、开关量处理、执行控制命令等。

站级（后台机）：完成图形显示，实时数据、历史数据的整理、归类、存档、报表打印，五防逻辑判断及提示、操作票模拟，人机对话、语音告警与调度通讯、执行操作员命令、故障异常提示等。

三、继电保护配置与组屏方式

（一）母线保护与断路器失灵保护

在具体的母线保护与断路器失灵保护中，需要下列需求：

（1）对于基础配置完全母线保护，且出现双套失灵的情况，具体的二次保护设计时，需要对双套失灵情况的保护功能。

（2）按照（1）的要求完成对双套保护设置完成后，需要对其进行保护进行调整，主要选择“1to1”的启动模式，完成对失灵的保护。

（3）主变单元中，母线保护完成对变压器故障和系统母线故障导致的断路器失灵的情况，展开保护，并完成延时和识别。

（二）线路的倒合闸

结合二次典型设计的相关规定，合理对二次母线进行设计，其中针对双母线接线方式部分，具体的二次设计，需要两套线路保护具备重合闸的能力，并由第散调回路与重合闸相连接，从而有效的完成对第三跳。而具备重合闸的两套线路保护则不与三跳相关。

（三）保护和故障录波信息管理子站系统

具体的二次设计中可以结合相关系统，完成保护。且主要采用嵌入式装置话设备系统，这类系统具有较高的稳定性和保护水平，有效完成对故障的分析和识别，且配合调度工作，能够进一步提高二次保护的效果。

（四）电压切换箱接线

需要对其接触不良的情况进行避免，并避免施工因素对电压切换箱造成不利影响。具体的二次设计时，在原有的双重保护基础上，将保护方式设置为单输入方式，这也就可以有效的实现单一线路故障切换的效果，保障变电站的稳定运行。

四、变电站二次继电保护设计注意问题分析

在具体的变电站二次继电保护设计中，一些注意问题需要得到解读和分析，进而有效的保障变电站二次继电保护设计的效果。

统一的设备规约和通讯协议，这一问题是影响二次继电保护设计中，相关继电保护装置之间信息传递有效的重要途径。通过对具体的规约和通讯协议的设计，可以有效避免兼容性问题和数据丢失的情况，提高数据传输的质量和效率。

一次设备问题，一次设备主要是指变电站的基本设备，为了完成对二次继电保护设计的优化，减少保护误动情况的发生。需要保障一次设备尽可能与二次设备之间配套合理、联系紧密。其中，需要合理的对断路器展开三相一致保护，并对相关电磁互感器进行控制，从而达到降低成本和提升保护效果的目的。

变压器保护设置，变压器作为变电站的重要设备之一，需要按相关保护规定，合理的对差动保护、瓦斯保护等进行应用，并综合的对其他保护进行应用，从而完成对变压器的保护。

结束语

总之，在对继电保护装置和组屏方式的设计方面需要在实际情况的基础上对二次设计进行全面的设计，在适当的情况下保证其每个地区当中的设计可以符合当地的实际情况。在运行的过程当中，需要保证其电力招标采购阶段、设计阶段以及其后期的风险问题处理。在对其电网的继电保护做出标准制定的时候，需要对整体的变电站情况做出分析和研究，在整体运行的情况下，需要对二次继电设备的选型方面做出研究，最终发挥其变电站系统的保护作用。

参考文献：

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