摘要：电气二次系统对于保证变电站的安全运行具有重要的作用，随着电力系统技术的不断发展，目前在电力系统中广泛采用微机成套保护装置，也明显提高了保护装置动作的可靠性，它一般由测量计算、逻辑判断、执行输出三部分组成。加强对继电保护装置的检查和维护，可以在很大程度上提高保护装置的运行可靠性，因为保护装置一旦出现误动或者拒动造成更大范围内的保护动作将会造成更大的停电范围，故保证保护装置的可靠运行和正确动作十分必要。本文从保护二次系统设计的角度，分析具体的设计方法。
关键词：电气工程；二次设计；可靠性
变电站有降压变电站和升压变电站2大类。降压变电站一般由低压配电室、变压器室、高压配电室等构成。变电站中安装的电气设备，其主要作用是调整负荷、启停机组、监视主要设备的运行状态、切换设备和线路、及时处理异常故障等，升压变电站一般是紧靠发电厂，作为发电厂升压站部分。根据作用的不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备，通常把生产、输送、变换、使用和分配电能的设备称为一次设备，把对一次设备和系统的运行进行控制、测量、保护及监视的设备称为二次设备。
1 电气二次设计概述
和电气一次系统设计相比，电气二次设计涉及到的内容更多，需要考虑到的因素也较多，需要考虑到变电站中具有的一次设备、运行特点、和技术经济指标等。电力系统中涉及到多种二次系统保护装置，各个保护系统之间应能实现协调运行，并且各套保护之间应相互配合。如变电站主控室中包括多套保护装置，如主变成套继电保护装置，线路保护装置和故障录波器等，各套保护之间应协调运行，保证电力系统的安全稳定运行。整个二次系统可以实现对电力一次系统的可靠保护，当电网发生故障时，也可以通过分析各套二次系统中记录的数据进行故障的综合判断，这样得到的信息也较为全面，也能够为今后处理类似的故障问题积累一定的经验。加强电气二次系统中的保护设计，可以保证当变电站中出现故障时，保护能够可靠动作切除故障。
2 影响保护动作可靠性的因素
在分析提高继电保护装置的动作可靠性的方法及措施之前，首先需要分析影响继电保护装置的运行可靠性的因素，在对影响因素分析的过程中，应着重从多个角度进行分析，确保各个方面都能准确得到覆盖。在电气二次系统的设计中，配置的保护数量，对于后期变电站的运行安全也具有重要的影响。此外对于继电保护装置中下灌的整定值，首先应加强对整定值的计算，保证整定值的准确。其次，应准确对计算出的整定值进行下灌，随着继电保护装置运行时间的变长，应对保护装置中的整定值进行核查是否与定值单中的计算结果相符。
对于变电站中的电力运行监控系统，首先应保证运行监控系统能够安全运行，不出现系统瘫痪等问题，其次应加强对电力运行监控系统的使用，及时发现继电保护装置存在的缺陷。若继电保护装置出现问题，则在变电站内的监控系统中可以加以反映。以上环节中都有可能会影响继电保护装置的运行可靠性。
3电气二次设计对保护动作可靠性的影响
电气二次系统包括的内容较多，主要包括保护装置、测控装置、自动化装置、通信设备、电力监控系统、故障录波装置、保信子站等，各套不同的系统相互之间进行配合，保证变电站的安全稳定运行。每一套二次系统的设计质量，都会对变电站的运行产生一定的影响，本文主要分析二次设计对保护动作可靠性的影响。在保护的配置方面，对于主变压器的保护，应同时配置电量保护和非电量保护。对于线路保护，根据线路的电压等级的不同，所采用的双套保护类型的选择方面也有所不同，对于负荷线路，一般采用电流保护即可。对于电压等级较高的输电线路，则需要采用光纤纵联差动保护，以提高保护动作的可靠性。继电保护中包括的保护类型较多，基本的原理都是通过判断在出现故障前后之间的电气量的差别，如电压的差别、电流的差别或者相角的差别。对于过电流保护，电流增大是在故障点与电源间直接连接的电气设备上的电流增大，此时若达到了保护装置的动作值，则保护装置可以动作。对于电压保护，电压降低是系统故障相的相电压或相间电压会下降，而且离故障点越近，电压降低越多，甚至降为零，同样若达到了保护装置的动作值，则保护装置可以动作。
在保护的数量配置上，应该根据变电站的电压等级和相关的二次设计规范进行合理的保护配置，主保护和备用保护都必须具备。
此外，变电站中的合并单元和智能终端所采集到的信息是否准确全面，也对对保护动作的可靠性带来较大的影响。合并单元的作用是采集多路采样值信号，经同步和合并之后对外提供采样值数据，一般用来采集变电站运行中的模拟量数据。智能终端可以接受下发的遥控指令，一般为离散信号。加强一次系统和二次系统连接点的设计，对于保证保护的可靠动作也具有关键的作用。同时，电力监控系统应能保证对二次系统中的各个信号准确采集，系统的遥控、遥测和遥调等功能能够可靠使用。
3 变电站电气二次设计
4.1 电能计量
电能计量在变高按照关口计量点 (主副表配置) ，变中、低三侧设置关口考核点。在110k V线路、35k V线路、10k V馈线、电容器、站用变回路设置关口考核点。变高侧关口表配置三相四线制双方向3×57.5/100V，5 (10) A，有功0.5S级、无功2.0级多功能电能表，按主、副表设置变中及变低侧配置三相四线制双方向3×57.5/100V，5 (10) A，有功0.5S级、无功2.0级多功能电能表，按单表设置。110k V线路考核表配置三相四线制双方向3×57.5/100V，5 (10) A，有功0.5S级、无功2.0级多功能电能表。35k V线路、10k V馈线、电容器、站用变 (高压) 回路考核表均配置三相四线制双方向3×57.5/100V，5 (10) A，有功0.5s级、无功2.0级多功能电能表。站用变变低0.38k V侧关口表配置三相四线制3×220/380V，1 (2) A，有功0.5S级、无功2.0级多功能电能表，按主、副表设置。所有多功能电能表均带双RCS-485口及光通讯接口 (辅助电源AC220V、DC110V) 。
4.2 电能采集系统
全站配置一套电能采集装置，组屏一面。采集装置提供了与当地监控系统的接口，能完成对站内电能数据的高精度采集，并能按指定的密度安全可靠地存储带时标的电量数据，按指定的时间起点、指定的内容向主站传送信息。
4.3 直流系统
为了给站内微机综合自动化系统的控制操作、信号、保护、断路器合分闸、通讯及事故照明等直流用电，装设1套直流电源装置。由于110k V、35k V及10k V断路器均采用电动弹簧操作机构，站内无较大的冲击电流，根据“标准设计”计算结果，并考虑留有裕量，蓄电池容量采用300Ah。容量应能满足全站事故停电2h的放电容量。直流系统采用智能微机高频开关电源装置，双组蓄电池双组充电机;采用两段单母线接线，两段母线之间设联络开关，每段母线各带1套充电装置和1组蓄电池;母线分段开关与进线开关之间相互联锁以确保两段母线上的充电装置和蓄电池不并列运行。直流系统容量300Ah，直流系统电压DCl10V。高频开关电源模块按N+I热备份型式配置，每段母线配置4个20A/DC110V模块模块。
直流系统不设降压硅链，合闸母线与控制母线合用。每套系统设置1套微机型绝缘监测装置和蓄电池容量检测仪。变电站用直流电源与通讯用直流电源不共用，相互独立设置1套直流系统。
5 小结
电气二次系统设计是变电站规划设计中的重要内容，重点应对变电站中的保护装置、电力监控系统和自动化通信系统等进行可靠的设计，保证后期变电站在运行的过程中不会出现较大的问题，本文所述的变电站二次系统的设计方法对于提高变电站的二次系统设计水平具有一定的价值。
参考文献
[1]宋健.关于微机继电保护的优点及抗干扰措施的研究[J].科学技术创新,2017(18):32-34.
[2]周全兴.继电保护及二次回路状态评价研究[D].北京:华北电力大学,2017.
[3]谢军,罗小强.对变电站二次继电保护功能实现及有关要点的分析[J].科技创新与应用,2017(35):182-183.