吕 品，黎 萌
烟台工程职业技术学院，山东 烟台 264006
0 引言
在国家加大基础设施建设力度的大背景之下，对作为基础能源部门的电力部门，建设力度也得到不断加强。当前，由于我国能源资源相对缺乏，能源结构不合理，能源供给能力和电力安全水平还需要进一步提高。随着经济社会的快速发展，对电力的依赖度越来越高，生产、生活中需要有坚强电网作为重要保障，各类变配电站（所）作为电力运行的关键环节，其运行的安全性和可靠性决定着整个电力系统的安全可靠运行。因此，加大变配电站（所）电气自动保护系统研发力度，提高其自动保护能力，可以最大限度地减少停电故障发生时间，提高变配电站（所）的平均无故障运行时间，提高变配电站（所）供电可靠性。
随着输变电技术的日臻完善，电力系统变得更加巨大和庞杂，对变配电站（所）的运行保障能力要求也越来越高，各类用户对电力供应的可靠性要求也越来越高。变配电站（所）自动保护系统必须能够实现当变配电站（所）运行过程中发生三相短路、两相短路、单相接地等故障，以及出现过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等不正常现象时，能够快速反应，实现选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围，减轻对电气设备造成的破坏，确保电力系统安全、稳定运行。
1 变配电站（所）主要组成
变配电站（所）主要由电气主接线及相关变电主要设备组成。具体包括：电气一次接线，即电气一次接线，主要是为了满足预定的传输功率和运行要求设计，对电网供电的经济、可靠、稳定运行具有决定意义；电力变压器，通过电磁感应原理，实现电力的不同电压、电流的输送，达到传输和分配电能的目的；高压开关设备，通过对高压电路的有效开合，确保电力系统的安全；互感器，其将电网高压、大电流按一定的比例变换为标准低电压、标准小电流以供变配电站（所）相关仪器、仪表使用的设备；避雷设施，通过这些设备可以在一定范围内保护相关电力设备免于受到雷电等恶劣电气的破坏；母线设备，主要完成电能的汇集、分配和传输；无功补偿装置，主要是实现补偿电能传输过程中的无功功率损耗，改善电网供电质量；保护装置，实现对变配电站（所）的故障保护，减少故障导致的损失。
2 变配电站（所）电气设计原则
变配电站（所）作为一个复杂的系统，设计电气自动保护系统必须要从整体着眼，综合考虑，把握好变配电站（所）电气设计的科学原则。
2.1 一次系统设计原则
变配电站（所）一次系统要突出人机交互、自动值机功能，通过发挥计算机的自动处理优势，提高一次系统的自动化控制水平，减少人工作业量，提高系统的安全性。
2.2 二次系统设计原则
变配电站（所）二次系统主要包括：测量、保护、控制与信号回路部分。二次系统电气自动保护要突出双路保护思路，在传统的继电保护基础上，要另外设置一套计量、信号采集、控制回路，实现计算机自动保护控制。
2.3 主变保护
主变压器是电力系统中的重要供电设备，其安全性能直接影响整个供电系统及电网的安全性，因此，必须要采取切实可行的措施，加强对主变压器的保护与控制。通过传感器技术实时采集主变设备相关数据，采取瓦斯保护、变压器相关侧过流保护等措施，实时监测主变运行状态，并自动进行保护调整。
3 变配电（站）自动保护系统设计
3.1 一次系统电气设计
根据一次系统电气自动保护系统设计原则，采用工业控制计算机作为保护系统的主控设备，加大对各类设备实时监控数据的采集与分析处理，通过一次系统电气自动保护系统中计算机控制，实现对相关设备的远程控制，合理控制电气开关的动作，确保系统在合适的时候自动进行切换。
3.2 二次系统设计
继电保护要区分层次进行设计，对高压供电系统要综合考虑采用计算机保护，并且要尽可能采用相关综合自动化控制单元，提高保护的可靠性。对于低压供电系统保护可采取以传统的继电保护为主、综合自动控制保护单元为辅的模式进行保护，在条件允许的情况下，可以高配置进行继电保护，以提高系统的安全性能。
数据采集系统主要完成对系统各类测量数据进行采集，变配电站（所）根据设计需要，将各类参数标准提前写入系统，系统通过各类传感器采集电压、电流等信息，测量为交流采样，直接从电流互感器或电压互感器取交流电流信号或交流电压信号，并与系统设定的标准参数进行比较，根据两者之间的差值指挥相应的执行机构进行运作，实现对系统的保护。同时，要综合考虑集中自动控制的优缺点，防止因功能过度集中而导致任务过重，速度和效率受到制约，影响系统可靠性等，加强对系统的综合布线与设计，防止发生主机冗余，减少系统维护量，节约维护成本。
同时，要加强信号回路的设计，减少系统误动作的机率，确保系统安全。根据电压等级的不同，采取不同的接地模式。要按照分布式、开放化和信息化的要求，加强对控制回路及信号回路的控制与设计，尽量采用模块化设计，以达到分散危险系数的目的，确保控制回路的绝对安全。要采用合适的合闸与分闸继电器输出接点，将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上，即可实现远程控制，完成合分闸操作。对于系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应同时具备手动与远程自动转换两种功能。对于不同的供配电系统选择不同的接线模式，选用不同的转换和控制模式，以实现最佳控制，进一步降低故障率。
3.3 变配电站（所）综合自动化系统
变配电站（所）综合自动化系统，由管理计算机通过通信电缆与安装在现场的所有具有计算机保护与监控单元进行信息交换，完成测量，继电保护，信号与控制，以实现自动控制的综合系统。中央控制计算机可以向下发送遥控操作命令与有关参数修改，随时接受微机保护与监控单元传上来的遥测、遥信与事故信息。管理计算机就可通过对信息的处理，进行存盘保存，通过记录打印与画面显示，还可以对系统的运行情况进行分析，通过上述采集单元可以随时发现与处理事故，减少事故停电时间，通过中央控制可以合理调配负荷，实现优化资源配置和运行调度，提高电力运营的现代化水平，为地方经济社会发展贡献更大的力量。
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