变电站二次电路设计有关问题分析

变电站二次电路设计有关问题分析

变电站二次电路设计有关问题分析

变电站一次设备有断路器、刀闸以及电流与电压互感器等组成。二次设备包罗继电庇护、就地监测与操纵以及远方调度所需要的各种庇护装置、测量仪表与通信设备。变电站一次与二次设备之间通过二次电路彼此连接，二次电路便成为保证电力系统正常运行的重要环节之一。变电站二次电路一旦发生故障，就会引起变电站继电庇护误动或拒动，造成变电站事故停电。所以变配电站二次电路的电气设计与维护对保证电力系统正常运行有着非常重要作用。

1 变电站二次电路设计内容

变电站二次电路设计包罗测量、操纵、庇护与暗号回路以及外部操纵与连锁电缆设计。采纳变电站综合自动化（微机庇护）装置后，还包罗变电站综合自动化（微机庇护）装置的装置电源以及各装置与计算机之间的通信电缆设计。

变电站二次电路的测量回路包罗电流回路与电压回路，电流回路又分为测量回路与庇护回路。电流回路设计与一次系统设计所选用的电流互感器为两相式与三相式电流互感器以及有无零序电流互感器有关。电压回路设计与一次系统所选用的电压互感器为V/V 型与Y/Y/△（开口三角形）型有关。

变电站二次电路的操纵、庇护与暗号回路设计，与一次系统设计所选用的继电庇护装置、开关柜与断路器操动机构型号有关。变电站二次电路的操纵、庇护与暗号回路，按照一次系统设计可分为电源进线、母线分段断路器、线路出线、变压器出线、高压电动机出线、高压电力电容器出线、变压器差动庇护、电动机差动庇护以及电压互感器监控与备用电源自投等二次电路设计。

户内变电站二次设备都分散安装在开关柜上。户外变电站二次设备都集中安装在操纵与庇护屏上。常规庇护的庇护与操纵分为庇护与操纵两个屏。有电能表时需要单独设计电能表屏。采纳变电站综合自动化微机庇护）装置后，操纵与庇护回路得到简化，可以集中安装在一个屏上，称为操纵庇护屏。高压电动机比较多时，考虑到高压电动机经常起动轻易引起干扰，有时也采纳变电站综合自动化（微机庇护）装置集中组屏方式。

2 测量回路设计

电流测量回路采纳的电流互感器正确度应比所接测量仪表高一个等级。电能计量一般选0.2级，测量选0.5或1.0级。庇护回路采纳的电流互感器按照正确级限值系数来选择，电流庇护选10P级，电流差动庇护选5P级。

电源中性点不接地的供电系统，可选两相式电流互感器。电源中性点直接接地或通过串联电阻接地的供电系统，应选三相式电流互感器。高压电力电容器以及利用变压器高压侧过电流庇护作为变压器低压侧过电流庇护的后备庇护时，也应选三相式电流互感器。

零序电流互感器对于电源中性点不接地与通过串联电阻接地的的供电系统，用于单相接地故障庇护。对于电源中性点直接接地的供电系统，用于单相接地短路庇护，也称为零序过电流庇护。

V/V 型电压互感器用于无单相接地故障庇护要求的变电站，为三相三线制电气测量仪表与电能表提供三相线电压。有并网要求时也可选用V/V 型电压互感器。有单相接地故障庇护要求的变电站应选用Y/Y/△（开口三角形）型电压互感器。

电源中性点不接地与通过串联电阻接地的供电系统，发生单相接地故障后，不接地两相对地电压有时会升高为线电压，应采纳只需要线电压的三相三线制电气测量仪表，不应采纳需要相电压的三相四线制电气测量仪表。

变电站综合自动扮装置（微机庇护）可以计算出三相电流与三相电压、有功与无功功率、功率因数等电气参数，不需要再设计各种电气测量仪表。

为了观察高压电动机的起动电流与起动时间，在开关柜、操纵庇护屏、现场操作箱与DCS （PLC）操作台上应设计一相指针式电流表。此相电流还可以作为DCS（PLC）操作台电流变送器的一次侧电流。现场操作箱与DCS（PLC）操作台距离开关柜比较远时，应选用二次侧额定电流为1A的电流互感器。它比二次侧额定电流为5A的电流互感器二次侧额定负载能力加大25倍。

变电站综合自动化（微机庇护）装置可以计算出电能作为内部核算，只需要内部核算时可以不再设计电能表。需要收费时应设计电能表，变电站有计算机系统时，应选用具有标准串行通信接口与标准通信规约的多功能电能表，以便直接与计算机联网。

将测量与庇护电流以及测量电压，接到变电站综合自动化（微机庇护）装置的相应接线端子上，各种测量与庇护功能完全由软件来实现。所以采纳变电站综合自动化（微机庇护）装置后，变电站二次电路测量回路设计得到简化，也提高了二次电路的可靠性。

3 操纵回路设计

采纳变电站综合自动化（微机庇护）装置后，可以直接进行事故与预告报警，不需要通过暗号继电器与断路器位置来组成事故与预告报警电路，又因为有遥控合分闸操作，所以操纵回路就不需要再采纳不对应接线，合分闸回路设计就非常简单。为了便利作防跳试验，合分闸可以选用操纵按钮。假如选用转换开关，需要选用自复位式转换开关。

变电站的两路电源进线与母联三个断路器的合闸回路应按照上一级电网的要求设计联锁。由外部供电的变电站一般情况下不认可两路电源同时运行，所以变电站的两路电源进线与母联三个断路器只认可两路同时合闸，不认可三个断路器同时合闸。高压电动机有时需要将现场认可合闸暗号串联在合闸回路。

变电站综合自动化（微机庇护）装置分散安装于开关柜上时，开关柜上应设计就地手动合分闸操作，变电站综合自动化（微机庇护）装置可以进行遥控合分闸操作。为了保证检修时的安全，需要设计就地与遥控合分闸转换，也可以设计遥控合分闸解除来保证检修时的安全，以简化二次电路设计。变电站综合自动化（微机庇护）装置集中组屏时，在操纵庇护屏上也需要设计手动合分闸操作，这样就有开关柜、操纵庇护屏与远方计算机遥控三地操作。

有高压电动机时操纵回路设计需要增加电动机机旁手动合分闸操作，有DCS(PLC)系统时，DCS(PLC)系统还需要进行合分闸操作。应将合分闸操纵、断路器合分闸位置暗号以及一相电流测量先引到机旁操作箱或端子箱后，再引到DCS(PLC)系统。合闸操纵应设计优先权，机旁操作箱优先权最高，需要设计合闸连锁转换开关。以便保证高压电动机检修时的安全。

现在电磁操作机构已经很少采纳，变电站设计时普遍采纳弹簧储能操动机构，永磁操动机构也开始推销。对于不经常起停的高压电动机可以选用弹簧储能操动机构，对于经常起停的高压电动机可以选用永磁操动机构，对于频繁起停以及有正反转操纵要求的高压电动机，应选用高压真空接触器。

高压电动机距离变电站比较近时，对于频繁起停以及有正反转操纵要求的高压电动机，变电站此高压电动机的出线柜，可直接选用高压熔断器与高压真空接触器。此时假如选用变电站综合自动化（微机庇护）装置，庇护功能可加强，但电流速断庇护应退出，由高压熔断器进线短路庇护。过电流、过负荷、热庇护、堵转庇护与起动庇护等，可以由变电站综合自动化（微机庇护装置）通过断开高压真空接触器进行庇护。现场起停操作与各种紧急泊车直接操纵高压真空接触器。高压真空接触器采纳电保持，可提高紧急泊车的可靠性。

高压电动机距离变电站比较远时，对于频繁起停以及有正反转操纵要求的高压电动机，变电站高压电动机的出线柜可直接选用高压真空断路器，此时变电站综合自动扮装置（微机庇护）电流速断庇护就可以投入，对高压电动机进线各种庇护。高压真空接触器可安装在高压电动机旁边，高压真空接触器只进行起停操作与紧急泊车。为便利检修高压真空接触器前需要安装隔离开关。