變配電站交流操作二次電路設(shè)計有關(guān)問題探討

操作電源是變配電站二次電路設(shè)計的內(nèi)容之一。直流操作選用的直流屏由蓄電池作為操作電源的后備，所以直流操作電源的可靠性是非常高的。由于直流屏價格比較高，直流操作一般用于進出線回路比較多，供電可靠性要求比較高的變配電站。
交流操作電源直接取自電壓互感器，常規(guī)保護的事故跳閘由電流脫扣器來完成，可靠性也比較高，但電流脫扣器整定比較困難。操作電源的價格非常低，一般用于出線回路比較少的變配電站。進出線回路比較多，特別是采用變配電站綜合自動化裝置以后，如果采用交流操作時，應(yīng)選用UPS不間斷電源供電，可靠性也比較高，但UPS不間斷電源價格也比較高。

1 交流操作常規(guī)繼電保護

交流操作常規(guī)繼電保護采用去分流式電路，由電流脫扣器直接進行保護跳閘。 見圖一與圖二。由圖中可以看到正常運行時，過電流繼電器KA與中間繼電器KM的常閉接點將電流脫扣器YCT線圈短接，脫扣器不會動作。所以稱為去分流式電路。
圖一為去分流式反時限保護原理圖。從圖中可以看到，當(dāng)發(fā)生事故后，事故電流超過過電流繼電器KA的動作電流時，根據(jù)反時限保護特性曲線，達到規(guī)定的動作時限后，過電流繼電器KA的常開接點閉合，常閉接點再打開，電流脫扣器線圈接通直接跳閘。發(fā)生事故后，事故沒有切除之前，事故電流就一直存在，電流脫扣器跳閘與操作電源無關(guān)，而且不受操作電源電壓波動的影響，所以其可靠性就非常高。

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圖二為去分流式定時限保護原理圖。從圖中可以看到，當(dāng)發(fā)生事故后，過電流繼電器KA動作，其常開接點閉合，常閉接點再打開。常閉接點打開后，時間繼電器KT斷電，其斷電延時閉合接點延時閉合，中間繼電器KM吸合并通過短路電流進行自保持，同時接通信號繼電器KS發(fā)出事故跳閘信號。中間繼電器KM的常開接點閉合，常閉接點再打開，電流脫扣器線圈接通直接跳閘。電流脫扣器跳閘與操作電源無關(guān)，而且不受操作電源電壓波動的影響，所以其可靠性就非常高。

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發(fā)生事故后事故沒有切除之前，事故電流就一直存在，電流脫扣器跳閘與操作電源無關(guān)。但時間繼電器KT的電源取自操作電源，如果操作電源發(fā)生故障，其斷電延時閉合接點一直處于閉合位置，失去定時限延時作用；帶時限的定時限保護就變?yōu)椴粠r限的電流速斷保護，保護的選擇性就會被破壞。
去分流式交流操作常規(guī)繼電保護的整定值計算及靈敏系數(shù)校驗與直流操作的計算方法方同。由于過電流繼電器KA與中間繼電器KM以及電流脫扣器YCT的阻抗為非線性，需要進行電流互感器10％誤差校驗。過電流繼電器KA與中間繼電器KM的接點串聯(lián)在電流回路，發(fā)生短路事故后要進行大電流切換，需要采用專用繼電器，接點容量也必須進行校驗。電流脫扣器動作可靠性也需要進行校驗。
去分流式反時限保護由反時限保護特性曲線來實現(xiàn)速斷、過電流與過負(fù)荷三種保護。去分流式定時限保護還要增加過電流與過負(fù)荷保護。交流操作常規(guī)繼電保護的應(yīng)用范圍就受到一定限制。

2 交流操作微機繼電保護

變配電站綜合自動化裝置（微機保護）是利用操動機構(gòu)的分勵線圈來進行事故跳閘，操作電源一旦發(fā)生故障，繼電保護就會拒動。所以變配電站綜合自動化裝置（微機保護）用于交流操作時，操作電源必須可靠，需要選用UPS不間斷電源。這樣一來還不如直接選用直流操作。對于規(guī)模較小的變電站采用直流操作時，需要選用直流電源屏，就不太合理。
如果把變配電站綜合自動化裝置（微機保護）保護跳閘出口繼電器增加一對常開干接點，就可以采用去分流式電路，利用電流脫扣器進行事故跳閘。保護原理見圖三。

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由圖三可以看到采用了中間繼電器KM，其接點容量可以滿足要求。變配電站綜合自動化裝置（微機保護）功能很強，保護整定與試驗調(diào)試都比較簡單。
變配電站綜合自動化裝置（微機保護）供電電源中斷0.5S，仍然可以運行，這樣延時小于0.5S的速斷跳閘就與操作電源無關(guān)，操縱電源分別由電壓互感器和低壓柜引兩路電源，并加自動切換就可以了，不一定再加UPS不間斷電源。
如果把變配電如果把變配電站綜合自動化裝置（微機保護）跳閘出口繼電器改為常閉與常開轉(zhuǎn)換干接點輸出，就可以取消中間繼電器KM，原理見圖四。此時對微機繼電保護跳閘出口繼電器常閉與常開接點容量需要加大，并且要進行校驗。接點容量為交流10A的繼電器還比較好選。

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也可以將常閉與常開分為兩個繼電器，常開繼電器動作后，常閉繼電器再動作，這樣就可以解決繼電器動作過程中產(chǎn)生電弧問題。
變配電站綜合自動化裝置（微機保護）對供電電源的可靠性要求比較高。微機繼電保護可以在供電電源間斷0.5s不死機；如果在變電站發(fā)生事故時，微機繼電保護供電電源降低或消失，對不帶時限的電流速斷保護就不會有影響，對帶時限的電流速斷保護以及過電流與過負(fù)荷保護就會產(chǎn)生影響。當(dāng)然在變電站發(fā)生事故以前微機繼電保護供電電源就消失，各種保護都會受到影響。

3 交流操作常規(guī)保護與微機繼電保護技術(shù)經(jīng)濟比較

交流操作常規(guī)繼電保護具有簡單可靠與造價低等優(yōu)點，特別適用于規(guī)模較小的變電站。但其保護功能比較簡單，保護整定困難，試驗調(diào)試工作量大，每年都要進行定期試驗，更沒有自檢與監(jiān)控功能。
交流操作采用變配電站綜合自動化裝置（微機保護）護后，可以增加許多保護功能，試驗調(diào)試與日后維護簡單；并有自檢與監(jiān)控功能。變配電站綜合自動化裝置（微機保護）護發(fā)展很快，價格越來越低。。如果采用小容量的簡單可靠的帶蓄電池的不間斷供電電源，變配電站綜合自動化裝置（微機保護）仍然利用操動機構(gòu)的分勵線圈來進行事故跳閘。不間斷供電電源只作為變配電站綜合自動化裝置（微機保護）的裝置與控制電源，彈簧儲能可另外供電，這樣選用小容量帶蓄電池的逆變電源就可以了。逆變電源的容量可選1A～3A，蓄電池可選0.5～1AH。但不宜選用普通的民用型UPS不間斷電源。

4 結(jié)束語

變配電站綜合自動化裝置（微機保護）是一種技術(shù)先進的新產(chǎn)品，任何一種新產(chǎn)品在使用過程中都會出現(xiàn)許多新問題。需要產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)以及電氣設(shè)計與施工安裝單位有關(guān)技術(shù)人員進行交流與討論，產(chǎn)品功能根據(jù)實際需要不斷改進，才能得到更加廣泛的推廣與應(yīng)用。