何梦蜀 范朋
国网咸宁供电公司 湖北 咸宁437100
摘要：用电侧一般有工厂企业、事业单位、住宅小区和综合商场等用户，其配电系统的高压侧进线电压是10～20kV，低压侧电压大部分是380/220V，也有其他电压如0.6、6.3kV，主要是各类电机、中频炉、炼钢炉等工厂企业用电。用电侧的用电容量大小差异也较大，如大的小区、工厂，用电容量有超5000kVA的，一般要设置开闭所1座和配电房多座，安装多台10(20)kV/0.4kV的配电变压器;用电容量小的专变用户有不到1000kVA的，只设置配电房，内安装1台或2台配电变压器。
关键词:用电侧;继电保护装置;控制电源
引言
继电保护装置在变电站中属于二次电气设备，能够保护电网中的线路、变压器等设备，一般继电保护装置都是成套设备，位于主控室内的各个屏柜中。在数字变电站中，采用了大量的光纤作为设备间的连接通道，而降低了电缆在数字化变电站中的使用量，这样从变电站的建设成本方面具有较高的经济性，故未来数字变电站的应用范围将会越来越广泛。本文主要对变电站中的继电保护装置合理配置方面进行分析。
1用电侧继电保护装置的配置
1.1基本构造
继电保护电力系统的检修中有关键作用，继电保护自动化装置不仅可以检测出系统运行期间出现的异常情况，而且还便于采取及时有效的措施对其进行控制[1]。从内部结构上进行分析，可以看出继电保护自动化装置主要分为输入、输出与判断三个部分，同时也包括了一些独立单元。例如，取样单元、鉴别单元、处理单元和执行单元等。其中，处理单元是对鉴别单元发送信号进行分析处理的单元。主要利用时间机电保护装置和中间机电，以参考对比的方式，判断保护装置发出指令的类型。执行单元是在上级单元发出故障信息之后，进行继电保护动作实施。通常情况下，制订单元可以分为光继电器和声继电器两个类别。二者主要是通过对光源或者声音信号进行判断的方式，发出相应的警报。
1.2使用要求
继电保护装置的稳定性需要合理地配置装置和优良的技术性能，除此之外，还需要定时维护和保障。在日常运行当中还要加强在安装调试和整定计算过程中的检查，降低错误的发生概率。除此之外，还需要确保继电保护装置自身质量和运行的条件。这样才能确保在运行过程中面对不同的状况都能够起到相应的保护作用。在电力线路运行的过程中，经常会出现金属短路的情况，为了更好地辨别这类短路的情况，从而有效地解决这些情况，就需要继电保护装置具有较高的灵敏性。通常情况下，继电保护装置的灵敏度是由设备的灵敏系数来决定的，较高灵敏系数的设备才能够在短时间内对电力系统当中的短路类型和短路区域进行合理的判断。在电力线路运行的过程中，经常会出现金属短路的情况，为了更好地辨别这类短路的情况，从而有效地解决这些情况，就需要继电保护装置具有较高的灵敏性。通常情况下，继电保护装置的灵敏度是由设备的灵敏系数来决定的，较高灵敏系数的设备才能够在短时间内对电力系统当中的短路类型和短路区域进行合理的判断。
2电力系统中的继电保护配置方案
2.1用电是单台配变，容量在800kVA以下
为了简化和节约费用，在10kV进线侧只安装环网柜，柜内装设负荷开关和保护熔断器，不装设断路器和微机保护装置。负荷开关只合分运行负荷电流，当发生用电测短路故障时，要靠保护熔断器熔断来保护变压器，选择熔断器的熔断电流规格按(槡1.5～3)变压器高压侧额定电流值考虑。如变压器容量800kVA，高压侧电压为10kV的额定电流是46.2A，选用保护熔断器规格80A;如高压侧电压为20kV的额定电流是23.1A，则选用保护熔断器规格40A。
这种配置的缺点一是变压器没有过负荷保护，不能在变压器超负荷时发告警信号。二是保护熔断器熔断电流有分散性，熔断时限也不稳定，容易发生上级开关越级跳闸，造成停电范围的扩大。
2.2用电是单台配变，容量在800kVA及以上
在10kV侧均选用带断路器(真空断路器或SF6气体绝缘断路器)的开关柜，并配置微机保护装置。当用电侧发生短路故障时，过电流保护或速断保护动作，断开相应的断路器，以保证变压器和用电设备的安全。微机保护装置配置比较完善，配有变压器的过负荷保护作用于告警信号，配有过电流保护和速断保护作用于跳闸。继电保护的定值可以调整，精度较高，调试也方便。对容量在800kVA及以上的变压器，在住宅小区、大型综合体、事业单位均选择S12及以上型式的干式变压器。而对于一些大工业用户，主要用电负载是高压电动机、电弧炉、中频炉等的轧钢、炼钢和穿孔行业，除用电容量较大外，用电电压也较高。如某穿孔行业，高压电动机电压6.3kV，容量2500kVA，这类用电大部分配置油浸式变压器，最大的有5200kVA。对这类较大容量的油浸式变压器还配有瓦斯保护，其中重瓦斯保护作用于跳闸，轻瓦斯保护作用于信号。
3用电侧继电保护装置的控制电源选用
3.1分布式母线保护配置
变电站中不同等级电压配电装置的连接是通过母线进行的间隔连接，通过母线实现能量的汇总、分配以及传递，在变电站中母线故障是系统最严重的故障。传统的母线保护主要存在连接复杂、易受干扰、在形式上不易拓宽，而采用分布式母线保护需要具备过程层作为间隔，从而可以实现分散处理能力，是目前发展的趋势。采用分布式母线保护需要保证严格的信息一致以及通信标准一致，这在传统的变电站中无法实现，而在智能变电站中，由于所采用的的通信是由因特网以及智能断路器实现的，因此可以实现信息一致以及通信标准的一致。
3.2输电线路智能保护配置
在智能变电站中，针对线路的保护需要根据站内的测控以及保护功能进行集成化处理，并根据间隔需要进行配置。在线路保护中可以实现直接采样并实现断路器断闸功能，通过GOOSE网络可以实现继电保护断闸以后的重合闸操作。在保护间隔内进行信息交互是通过点对点通信的方式进行的，合并单元与智能终端直接连接，通过保护装置与合并单元的功能集合可以实现直接采样以及数据传输功能，另外集合以后的装置与智能终端配合可以实现自动跳闸功能。
3.3种配置方案的对比
总的来说，常规保护配置方案目前在我国应用最广泛，它继承了原保护的逻辑和种类，可以对单个元件进行保护，同时，由于运行经验丰富，人们对该方案的了解度较高，因此可以作为数字化继电保护的过渡性方案。但是同时也存在设备数量多、网络系统复杂的情况，因此智能化的水平不高。而系统保护配置方案是继电保护技术结合信息化技术的产物，它可以实现对多个元件的保护，在设备之间进行信息的共享。
结束语
随着对电力需求的不断增长，电力设备的建设力度不断增大，为了能够确保变电站的安全稳定运行，需要制定科学合理的继电保护方案，本文对500kV智能变电站继电保护配置进行的详细分析，以及对继电保护方案的简要说明，可为做好智能变电站的继电保护工作提供参考。
参考文献
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[5]薛钟,董贝,张云,杨兵,黄子炎.继电保护装置研发的资源配置技术研究[J].电力系统保护与控制,2018,46(04):144-149.