關於變電二次設計相關問題的探討
電工研究
作者：袁德剛
【摘要】隨著科技的進步，電力係統逐步引進與應用了綜合自動化係統，大大提高變電站的安全穩定運行。變電站二次係統是整個變電站控製和監視的神經係統，二次設備配置及二次回路設計是否完善合理，關係到整個變電站直至整個電力係統能否安全可靠運行。本文從電力係統事故經驗分析總結得出，釀成係統事故的除設備質量原因外，往往回路原因也占大多數。因此，變電站二次設備配置和回路設計的合理性和正確性有著至關重要的作用，推行標準化設計意義重大。
【關鍵詞】變電站；二次設計；電磁式繼電保護
目前，科學技術不斷發展，在數據傳輸服務、計算機技術以及自動化技術發展的背景下，幾乎所有變電站已經設計或改造為綜合自動化站，變電站二次部分已由傳統的電磁式繼電保護、分立元件保護、電磁式表計等設備變成了微機型繼電保護、計算機監控係統、調度自動化等係統，無人值守變電站的推行，為滿足變電站安全經濟運行，二次設備的功能也有了更大的完善，除上述提到的各種係統外，還包括了為變電站安全設置的各種輔助係統。
1.電氣主接線基本要求
變電站的電氣主接線是保證電網安全可靠、經濟運行的關鍵，是電氣設備布置和選擇、自動化水平及二次回路設計的原則和基礎。
電氣主接線的設計應根據變電站在電力係統中的地位和作用，首先應滿足電力係統的可靠運行和經濟調度的要求。根據規劃容量、本期建設規模、輸送電壓等級、進出線回路數、供電負荷的重要性、保證供需平衡電力係統線路容量、電氣設備性能和周圍環境及自動化規劃與要求等條件確定。電氣主接線應滿足可靠性、經濟性和靈活性要求。在配合主接線設計的過程，二次專業主要要考慮以下三方麵：
第一，提高主接線可靠性和安全性。配合變電站變電接線進行設計，要選取現代化自動裝置和高質量設備，提高主接線的可靠性。第二，要盡量減少經濟投資。要在一定的範圍內控製設備經濟消耗，保證選取設備經濟效益合理。第三，保證滿足變電站在運行中的相關要求。
2.變電站的二次設計
在進行變電站的二次設計過程中，設計人員要根據變電站的運行環境、電氣主接線等，對變電站進行係統繼電保護、計算機監控係統、電能計量、直流電源、UPS電源及其他二次輔助係統的設計。下麵重點介紹某電網工程中目前執行二次設計方案與以往方案區別較大的二次係統的設計。
2.1 係統繼電保護
繼電保護設備是保證係統安全和一次設備可靠運行的關鍵裝置之一。當電力係統和設備發生故障時，繼電保護設備應可靠準確快速切除故障，保證係統的設備的安全發供電，減少或縮小電力係統大麵積停電和重要設備的損壞；當係統發生工況異常，繼電保護設備可及時發現異常並發出信號，供運行人員及時處理或由裝置自動調整或毀除異常情況，保護其他設備的繼續運行。
繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、快速性和靈敏性要求。目前，對繼電保護配置方案，各區域電網除執行GB14285《繼電保護和安全自動裝置技術規程》外，均有各區域相適應的指導性的配置規範，其中有較大區別的內容有以下六點：
2.1.1 220kV及以上係統雙重化配置的線路、變壓器和母線保護應采用不同廠家的設備。
2.1.2 新建、改造廠站的保護裝置與繼電保護信息係統子站及站內自動化係統的接口宜采用符合IEC61850標準的規約，並具有完善的自我描述功能。
2.1.3 500kV線路原則上配置兩套光纖電流差動保護。
2.1.4 集成式保護裝置推廣應用，500kV線路保護宜集成過電壓及遠方跳閘功能，當線路縱聯保護采用光口方式時，過電壓及遠方跳閘保護與縱聯保護共用光口。220kV線路保護宜集成有斷路器三相不一致保護和過流保護功能。
2.1.5 220kV線路雙重化配置的兩套保護配置各自獨立的電壓切換裝置。
2.1.6 220kV母線應按雙重化原則配置兩套母線差動保護和失靈保護，母線保護配置的斷路器失靈保護具有失靈電流判別功能。
2.2 計算機監控係統
計算機監控係統就是利用計算機（通常稱為工業控製計算機，簡稱工業控製機）來實現生產過程自動控製的係統。計算機監控係統可實現對變電站內數據的采集與處理功能、控製操作功能、報警及處理功能、事件順序記錄（SOE）、事故追憶功能、遠動（RTU）功能以及人-機聯係與運行管理功能。電網區域計算機監控係統是采用分層、分布式網絡結構，以間隔為單位，按對象進行設計的係統。係統由站控層和間隔層兩部分組成，間隔層與站控層采用冗餘配置的以太網方式組網。與以往工程比較，該區域電網新標準設計要求，計算機監控係統接口推行采用符合IEC61850標準的規約，並具有完善的自我描述功能。