鄭華英 中國電建集團福建工程有限公司

二次系統(tǒng)是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，主要肩負(fù)著監(jiān)測一次設(shè)備側(cè)運行情況并針對各種突發(fā)狀況及時響應(yīng)，切除故障回路，保證電力系統(tǒng)始終處于可靠運行[1]。由此可見，二次系統(tǒng)設(shè)計尤為關(guān)鍵，因此需要科學(xué)、合理的配置，才能對各種難以預(yù)料的故障做出正確的判斷及動作。

一、變電站二次設(shè)計要點分析

（一）直流系統(tǒng)設(shè)計

首先，標(biāo)稱電壓設(shè)計，對于單一供給負(fù)荷的直流系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)選擇110伏，主要用于動力負(fù)荷供給的直流系統(tǒng)可以選擇220伏，控制負(fù)荷以及動力負(fù)荷等一起供給的情況下，直流系統(tǒng)可以選擇220伏或是110伏中的任何一個。其次，蓄電池組的模式，蓄電池包含了防酸形式的鉛酸類、鎳鎘類以及閥控式密封鉛酸類等幾種。當(dāng)下變電站的直流系統(tǒng)大多選擇閥控式密封鉛酸蓄電池方式。此類蓄電池通常涵蓋了貧液樣式以及膠體樣式兩類，而前者應(yīng)用較為普遍的。最后，電池組的數(shù)量配置，對于直流系統(tǒng)電池組的數(shù)量設(shè)定期間，需要綜合設(shè)備供應(yīng)廠商提出的單體電池常規(guī)的浮充電壓值以及1.05倍的直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓明確。

（二）電流互感器二次負(fù)荷

電流互感器二次負(fù)荷額定量應(yīng)當(dāng)綜合互感器的額定二次電流量以及實際所搭載的具體負(fù)荷情況來明確。有關(guān)負(fù)荷分析期間應(yīng)當(dāng)綜合分析其串接二次設(shè)備的阻值，二次側(cè)的線纜的阻值和接觸電阻值情況，通常項目分析可以不計負(fù)荷阻抗彼此之間的相位差參量。常規(guī)的電流互感器的二次負(fù)荷量應(yīng)當(dāng)不高于下表要求：（見表1）

（三）母線電壓切換設(shè)計

對于220Kv甚至更高級別的變電站而言，通常在設(shè)計過程中主接線會采用雙母線接線方式，各個間隔通過母線側(cè)刀閘進行倒閘從而確定所連接的母線，保護設(shè)備基于刀閘輔助觸點實現(xiàn)對二次電壓的有效切換，從而明確各個間隔的保護設(shè)備所采用的二次母線電壓。保護設(shè)備在運行期間，如若隔離刀閘的輔助觸點出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致保護設(shè)備保護欠壓，并由此產(chǎn)生一系列的誤動作，給變電站安全運行等造成巨大的危害。把切換繼電器轉(zhuǎn)變?yōu)殡p位置繼電器形式，可以很好的規(guī)避此類問題。此外，借助雙位置繼電器觸點進行切換繼電器同時動作信號，如果存在刀閘位置異樣以及雙位置繼電器自我故障致使接觸位置粘死等情況，使得兩個電壓非正常性的并列存在，上述信號會持續(xù)存在，直到故障徹底去除。

（四）關(guān)注預(yù)防措施

預(yù)防措施為運維人員結(jié)合了多年相關(guān)工作經(jīng)驗而凝練得到的技術(shù)結(jié)晶。因此設(shè)計人員需要仔細研究并體會，于實際設(shè)計期間進行綜合考慮。以某110Kv變電站為例，實際運行期間在低壓側(cè)配電室中的主變進線柜內(nèi)的開關(guān)和CT之間存在相間短路情況。主變的低壓端后備保護動作，但因為主變開關(guān)開斷不全面而無法徹底的斷開短路電流。由此使得變壓器的主變繞組始終處在過熱工作狀態(tài)，最終出現(xiàn)高壓側(cè)繞組接地情況，迫使零序保護動作斷開，由此短路電流得以徹底切除。

綜合分析此次事故的具體原因，實際導(dǎo)致零序保護不動作是因為電壓互感器二次側(cè)存在接地情況。反事故措施規(guī)定變電站全部的電壓互感器的中性點保證一點接地，接地位置需要于主控屏中顯示出來，除此之外，保護、測量用的中性線應(yīng)當(dāng)和開口三角的零序電壓中性線采用不同的電纜分別引至主控室內(nèi)。實際該變電站存在多處接地，故而大電流接地系統(tǒng)內(nèi)的線路單相接地期間，部分一次故障電流經(jīng)過電網(wǎng)流經(jīng)場地至主控室內(nèi)的零序電壓中性線，由此導(dǎo)致相關(guān)保護設(shè)備的零序電壓相位以及幅值等存在明顯的隨機性的波動，致使零序保護不動作以及誤動作，進一步擴大事故影響范疇。故而，對于設(shè)計人員實際設(shè)計過程中務(wù)必關(guān)注全站一點接地問題，特別是在對變電站進行增容設(shè)計期間更需要關(guān)注該方面內(nèi)容。

表1 測得電流互感器二次負(fù)荷區(qū)間

二、二次設(shè)計細節(jié)要點把控

（一）抗干擾設(shè)計

首先，CT二次側(cè)回路接地處理，集合多個CT的二次組合的電流回路，例如3/2斷路器連接的保護以及測量回路，需要于第一級和電流保護、監(jiān)測安置一接地點，其他獨立以及和CT二次回路未有電的聯(lián)系的CT二次側(cè)，可以在接地端子箱中進行接地處理。其次，流過繼電器與通信室零相小母線連接的多個電壓互感器二次側(cè)線路，唯有需要于繼電器和通訊室把N600單點接地情況下，各個電壓互感器的二次側(cè)中性點于開關(guān)場地接地位置需要斷開處理，為確保接地有效性，各個電壓互感器其中性線不應(yīng)當(dāng)連接潛在可能斷開的斷路器以及接觸器等。

（二）二次回路設(shè)計

對于變電站二次線纜設(shè)計期間需要綜合二次回路的功能作用明確其接入不同的保護測控裝置。例如在一些項目的設(shè)計期間，設(shè)計人員為了方便會將主變瓦斯繼電器的所有節(jié)點采用同一根電纜，而實際主變本體中存在的本體瓦斯以及有載瓦斯兩個瓦斯繼電器，它們并不處于同一個位置，基于單個線纜會導(dǎo)致一些電纜芯出現(xiàn)外露情況，雖然安裝期間會引入有關(guān)防護辦法，而防護辦法畢竟達不到線纜改裝保護的訴求，時間一長則可能出現(xiàn)線損等問題，降雨降雪天氣還有可能帶來盲流接地情況，一些保護會出現(xiàn)拒動情況。故而，設(shè)計期間需要綜合考量獨立設(shè)備使用獨立線纜，由此能夠較好的規(guī)避上述情況。

（三）電流互感器極性明確

變電站中電流互感器往往使用同名端P1向著母線側(cè)配置機制，該情況下，主變差動保護各端的電流互感器二次回路大多使用同名端S1出現(xiàn)，由此確保差動保護的差動保護的差流方向一致。而實際設(shè)計期間電流互感器同名端P1方向或許會有所差異，該情況下則要求轉(zhuǎn)變電流互感器的二次回路連接方式從而達到實現(xiàn)差動保護等的分析要求，設(shè)計期間需要尤其關(guān)注該方面問題。

（四）避免寄生回路存在

各個保護裝置內(nèi)部存在多個獨立的電壓回路，而在直流邏輯回路間不支持任何的電壓的連接，有些回路需要關(guān)聯(lián)則需要通過空節(jié)點方式短接。如若使用微機保護方式，則關(guān)系到開關(guān)量的變化。微機保護邏輯如果要和外界保護存在聯(lián)系，外接保護的無源空節(jié)點通過該設(shè)備的光電耦合隔離設(shè)備流入設(shè)備，外界保護要求同該設(shè)備出現(xiàn)聯(lián)系情況下，該設(shè)備的無源空接點通過外部設(shè)備的光電耦合隔離設(shè)備進入外部保護設(shè)備?？偠灾?，保護設(shè)備不斷測試內(nèi)部或是外部的各種線路務(wù)必全部使用該設(shè)備的內(nèi)部電源形式。外部連接回路只可以為無源的形式，不然會導(dǎo)致不同電源彼此出現(xiàn)寄生回路情況，由此給電源帶來一定的損壞影響。

（五）回路設(shè)計變化

歷經(jīng)多年的發(fā)展，常規(guī)變電站的保護形成了許多典型的設(shè)計策略，而隨著微機保護設(shè)備以及綜合自動化系統(tǒng)等的普及應(yīng)用，大量之前總結(jié)的典型設(shè)計回路也需要綜合實際情況進行必要的更改優(yōu)化。就變壓器過流閉鎖有載調(diào)壓回路而言，典型的變壓器保護設(shè)計期間，基于過流保護電流繼電器的常閉觸點連接有載調(diào)壓控制回路從而完成調(diào)壓閉鎖設(shè)計。如若變壓器出現(xiàn)過流等情況，則相關(guān)繼電器工作，常閉觸點隨即斷開，由此導(dǎo)致有載調(diào)壓回路無法正常工作，以達到過流閉鎖有載調(diào)壓的訴求。隨著綜合自動化系統(tǒng)的普及使用，微機保護的過流閉鎖調(diào)壓繼電器大多使用小型化繼電器形式。部分甚至采用集成式的繼電器樣式，一些節(jié)點并非典型意義層面中的接點。而是基于光電隔離設(shè)備而來的接點，此類節(jié)點同普通的電流繼電器的連接點對比來說有著明顯的斷弧容量低等不足，實際運行期間經(jīng)常會存在接點以及繼電器燒毀等問題。為有效規(guī)避這一問題，可以采用特定的回路，借助過流閉鎖調(diào)壓上常輸出接點激活單個新安裝的小型化的直流接觸設(shè)備，隨即采用設(shè)備的常開連接點流入有載調(diào)壓控制器的公共回路完成調(diào)壓閉鎖。該回路的改變只是有效應(yīng)對了小型化繼電器接點短互容量低的情況，此外也規(guī)避了交流回路直接流入微機保護而導(dǎo)致強電磁影響。

三、結(jié)束語

變電站二次系統(tǒng)設(shè)計期間，需要綜合的考量項目的各方面要素，包括變電站的電壓等級等等。對于不同的環(huán)境以及要求需要針對性的采取不同的處理辦法。未來隨著微機保護設(shè)備的全面普及使用，變電站二次設(shè)計期間也需要不斷的提升，以更好的應(yīng)對各種潛在的安全隱患，保證二次系統(tǒng)可靠、健康運行。