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摘要：在110kV变电站中，直流空气开关的配置问题由于对变电站的安全运行具有非常重要的作用，日益受到电力部门的重视。在实际工作中，直流空气开关能够及时切断故障电路，避免电路事故的扩大，成为整个电网系统安全运行的保障。针对110kV变电站直流空气开关配置的重要意义和现状进行分析，并就空气开关的工作原理，分析目前110kV变电站直流空气开关配置存在的主要问题，并以110kV红古变电站为实例，提出具体的配置建议。
关键词：110kV变电站；直流空气开关；配置
作者简介：王趁录（1972-），男，河北大城人，甘肃省电力公司兰州供电公司，工程师。（甘肃 兰州 730060）
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）15-0138-03
一、110kV变电站直流空气开关配置现状
1.110kV变电站直流空气开关配置的重要意义
110kV变电站的直流电源系统包括蓄电池、充电装置或高频开关电源、合闸电源馈电网络、控制电源馈电网络等。直流电源系统一般由充电配置带蓄电池浮充运行，并分别通过合闸电源网格、控制电源网络、其他直流负荷网络等为变电站全站设备提供直流电源。变电站的直流电源是高压电气设备、继电保护设备、远动通信设备正常工作的主要动力源，高压断路器、隔离开关的储能、控制操作和信号传输等都需要直流电源；继电保护设备、综合自动化系统的正常工作主要依托直流电源提供动力，远动通信设备更是无法离开直流电源。直流系统出现故障，高压断路器等一次设备将无法正常分合操作，继电保护、综合自动化系统直流失电可能导致保护误动、拒动或者退出正常运行，对电力系统造成的正常运行造成无法估量的后果。直流空气开关作为110kV变电站的直流电源系统一种必不可少的保护元件，必须能够及时灵敏地对直流系统的故障作出及时的反应，迅速切断和隔离故障。如果配置不合适，有可能造成直流空气开关无法及时动作切断或隔离故障，扩大事态的严重程度，对变电站造成巨大损失。因此，必须严格对待空气开关的配置问题，以此消除由空开引起的电力系统安全隐患。
2.110kV变电站直流空气开关配置
在变电站的实际工作中，很多人认为空气开关是个小问题，但它却关系着整个电力系统的安全运行。从变电站系统的事故资料中显示，由于开关配置不当引起的事故虽然占比重不高，但也是一个重要的安全隐患，需要引起重视，认真对待空气开关的配置问题。
结合实际线路安排和用途，选配空气开关合适的型号和级数，避免选用过大的级数，造成浪费；利用开关所承载的最大工作电流，判断空气开关的额定电流，选用开关的额定电流≥开关所承载的最大工作电流；在选用空气开关时，要注意相关主件、附件的技术参数，尽量选用同类产品中技术参数高、性能好的产品；在选配空气开关时，要合理安排空气开关的级差保护，避免越级跳闸事故的发生。
二、110kV变电站直流空气开关配置存在问题分析
1.直流空气开关工作原理及与交流空开的差异
（1）空气开关工作原理。直流空气开关因为具有很强的分断能力、能够快速实现分断、及时恢复故障、操作便捷等特点，越来越受到人们的普遍重视。
从空气开关的结构（图1）不难看出，空开的进线是通过a和g连接的。一般情况下，空气开关的电流顺着a-b-c-d-e-f-g方向流动，电路正常运行。一旦电流超负荷运行时，双金属片i承载的电流增大，双金属片受电流的高温弯曲变形，弯曲到一旦程度时，螺钉z用力使锁扣连杆j上的m、k钩环脱扣，弹簧①迫使触片cd回到b、d之间，从而造成短路，空气开关完成过载保护功能。
当短路发生时，电路中形成一股强大的电流，在双金属片来不及反应时，磁铁e的电磁迅速增强，对衔铁h形成强引力，衔铁h脱离弹簧②的限制弹开，螺钉z’用力使锁扣连杆j上的m、k脱扣，弹簧①受力，将触片cd拉到b、d之间，断开电路，完成短路保护功能。因此，空气开关通过以上的工作原理，断开电路，防止电路过载和短路事故的发生。
空气开关应用于电路中一个比较突出的优点，即在排除电路故障后，由于空气开关的工作原理，其任何部件在事故发生时并没有遭到损坏，所以不必要更换保险丝，直接盖上开关就行。由于空气开关主要的动力部件是弹簧，空气开关应该避免安装在潮湿的地方，以免弹簧生锈变形而失去弹性。
直流空气开关与交流空气开关的工作原理是一样的，但是由于交流空气开关有过零灭弧的特性，在设计时，灭弧栅片比直流空气开关的灭弧栅片少很多，如果要达到同样的灭弧能力，显然是难以与直流空气开关一比高下的。
（2）直流空开与交流空开的差别。直流电源系统的接线要求是非常严格的，对空气开关的灵敏反应要求较高。在实际操作中，由于交流空气开关的灭弧能力较差，直流空气开关的灭弧能力要比交流空气开关高很多，因此能够及时灵敏地做出断开反应；同时，直流线路中，电流在分段时会产生强大的电弧，需要空气开关具备相应大的灭弧能力，而交流空气开关会因为灭弧能力不足而造成断开滞后或无效，延长故障时间。因此，需要分清直流空开与交流空开的差别。
空气开关主要能够进行过载保护和短路保护，目前配合空气开关用于低压馈线过载和短路保护所采用空开，近年来已有所发展。然而厂家给出的校验空开的分断能力，一般只是通过一定周期的交流电流有效值进行检验，熔断动作曲线也是选择安·秒交流特性曲线进行匹配，选择性配合也是由t1≥2.08t2来校检的。然而，由于交流和直流的灭弧能力的不同，在电压不变的情况下，直流电流越小，时间越短，电弧越容易分断，反之，电弧则难以分断。实际上，厂家是按交直流用相同型号、相同熔体材料的级差提供空气开关的选型和配合的，造成直流空气开关性能较差，不能满足需要。
2.110kV变电站直流空气开关配置存在问题分析
（1）交直流空开通用。部分变电站设计和施工中不注意直流、交流空气开关的区别，在变电站系统中混用，特别是在需要直流空开的地方随便用交流空开代替，出现安全隐患。
如果直流空开应用于同电压等级的交流电，其灭弧能力看似绰绰有余，然而系统要求空开必须及时作出灭弧反应，直流空开如同驶入小胡同的大卡车，就显得不够灵敏。而交流空气开关应用于相同电压等级的直流电路，没有足够的灭弧能力及时作出切断反应，出现过载跳闸的迹象，空气开关不能立刻进行灭弧断开，不但不能实现及时断电，还会损毁空气开关。这样空气开关不仅起不到相应的保护作用，还会造成相当大的损失。
（2）直流空开的配置不注意级差配合。部分变电站直流空开的配置不注意级差配合的问题，造成越级跳闸安全隐患。严禁运用上级为直流空气开关，下级为熔断器的级差配置。实践表明，采用该种级差配置往往会引起事态扩大。因为上级直流空气开关已经迅速进行断开反应，而熔断器却会滞后反应，颠倒了动作的次序，使上级空气开关的断开动作先于下级熔断器的熔断保护，使停电范围增大。据有关资料显示，2009年某个110kV变电站曾经发生10kV线路出现开关故障，引起开关爆炸和10kV开关柜失火，火势使继电器和电缆发生短路。虽然10kV的主控15A熔断器没有因火而熔断，而上一级直流控制母线的30A熔断器却因此熔断。据有关当事人描述，当时主变发出一声闷响，大约一分钟后，112主变开关跳开，如同拖拉机的闷响消失。当时由于主变10kV侧到母线之间接有分裂电抗器，112开关要通过2点接地的跳闸线圈，虽然反应不太灵敏，但却没有造成主变受损，比较万幸，看来不仅要做好直流空开的选型，而且要配置相应级差的熔断器，否则就会引起严重的事故后果。
三、110kV变电站直流空气开关配置建议
1.严格执行相关要求
按照电力行业相关标准和国家电网公司相关《直流反措》、《继电保护反措》、《供电企业安全性评价》要求，对空气开关和熔断器的技术规范，严格执行空气开关和熔断器的使用和安装标准，禁止在直流电源系统混用交流空气开关，同时，变电站的保护、信号和控制系统的空气开关应尽量选择合适的型号，配置专用的空气开关，避免混用。在变电站运营前，做好直流空气开关的配置和检验，投入运行后，每年要对空气开关及熔断器的灵敏度进行及时校检和核定，并有专门的管理人员做出详细的记录。直流空气开关的接入要注意极性，不允许接反，如果接反会减小直流空气开关的灭弧能力，这也是实际工作中必须注意的问题。
2.以110kV红古变电站为例，合理安排直流空开的级差配置
以110kV兰州电网红古变电站为例，主变规模2×31500kVA，具备110kV、35kV、10kV三个电压等级的负荷，110kV母线为内桥接线、35kV及时，10kV为单母分段，综自站，保护按常规配置，直流装置以单电池双段配置，所用为双段配置（2×100kVA）。
空气开关应严格按照相关线路设计（如图2）的要求，合理确定相应的位置，禁止私自更改空气开关的位置。
空气开关要具有选择性，上下级要保持一致的型号，要维持在合理的级差配置范围，每级间达到2～4级级差，一般就可以避免越级熔断，电源端的自动空开尽量选择上限，网络端可以考虑采用下限，总电源开关与分路电源开关之间有达到4个级差。如果10kV的主变开关选择15A空气开关，按照级差配合，下级空气开关应选择12A、10A进行配置。时限配合按照上级空气开关断开时限的3.44倍计算下级空气开关的断开时限。
按照合理的开关选配原则，可以考虑110kV侧空气开关选择配置60A，35kV侧空气开关配置30A，10kV侧空气开关配置20A，按照一般原则，10kV侧选用15A小型空气开关即可，但是基于15A空开在级差配合中跳闸事故的多发性，本方案决定采用20A，避免越级跳闸的发生。基于在变电站系统中，需要根据开关所承载的最大电流、断开时限等具体参数对直流开关进行有效配置，还需相关变电站严格计算，科学地进行特性保护配置。
在实际运行中，如果控制馈线回路与单电池出口的空气开关的级差配置稍有差错，容易造成寄生回路。因此，应尽量选择性能良好的电磁型空气开关，排除直流电源系统中冗余的接线，如移除硅堆保护的熔断器、保证控制母线能够有效供电、改装备用通道设备、增大单电池的容量、控制母线等。
3.直流开关配置与主变双重化保护
根据变电站的主接线方式，主变空气开关的高、中压侧旁路空气开关辅助主变保护运行。改造主变双重化保护，主要是遵循一定的原则，对电流感应器进行二次绕组，防止存在保护死区，这是改造的关键问题。
（1）直流开关配置。第一，根据相关的技术规范要求，2套主变保护需要单独的直流空气开关及监视配置，空气开关在主变保护柜上要有具体的位置。第二，1套非电量保护，需要配置单独的空气开关及熔断器，监控电源是否消失，并利用就地跳闸对重瓦斯等实施保护，保护应能够控制空气开关的2个跳闸线圈。第三，对110kV侧的失灵、三相保护不一致时，可共用1套设置，配置独立的空气开关及熔断器。第四，110kV侧的空气开关必须有双跳圈功能，与隔离刀闸间、切换回路及其他相关回路等方面，均应执行双重化配置。第五，2套主变保护应通过不同电流感应器进行二次绕组。不能使用不同电流感应器进行二次绕组的变电站，应保证交流电压经继电器切换后，要经过端子排过渡后，通过空气开关的输出，这样能够有效监控和检验每套保护装置的实效。第六，对110kV侧的双跳圈空气开关，一般采用每套装置启用2组跳圈，也可每套装置各启用1组跳圈，实际操作中视具体情况而定。
（2）工作原理。110kV兰州电网红古变电站常规的主变保护是单主、单后备保护模式，差动保护上配置独立的电流互感器。后备保护与OT（主变套管电流互感器的次级）连接，如图3所示。
双重化保护的工作原理如图4所示，当第2套保护因故不能正常运行时，第1套保护由于保护到位，变电站仍然可以继续运行；当第1套保护出现故障不能正常运行时，第2套保护由于在套管连接处保护缺失，需要进行补救。这时可利用旁路空气开关代主变空气开关，启用1套差动保护和旁路后备保护，维持变电站的运行状态。
四、结论
通过对110kV兰州电网红古变电站直流空气开关的配置研究，对我国110kV变电站空气开关配置的现状和存在的问题进行了详尽的梳理，并按照国家的相关技术规范，提出110kV兰州电网红古变电站直流空气开关的配置建议，并提出利用主变保护双重化改造，提高空气开关的反应时效，增加保护配置的灵敏度。但是主变保护双重化改造中，相应的接线问题必须处理好。如果接线设计合理，将更加有益于变电站的安全运行，反之也可能会带来安全隐患。基于电流回路的接线还存在问题，有待于进一步的改造，以便减少电流回路切断过程中现场违规操作的可能。当然，基于110kV变电站直流空气开关的配置研究，还有许多问题有待进一步的探讨，期待同仁们能够加入相关研究，共同探讨110kV变电站直流空气开关的配置问题，以便提供更加合理的方案，尽快解决空气开关配置存在的问题。
参考文献：
[1]刘容容,等.继电保护母线电压直流控制回路的问题与对策[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2008,(1).
[2]李静洁,路锐.220kV主变零序电流互感器接法简析[J].常州工学院学报,2008,(5).
[3]董明,李利贤.简易蓄电池内阻异常在线检测装置的设计[J].电工技术,2006,(10).
[4]邢瑞江.反时限电流保护的应用[J].电工技术,2008,(4).
[5]方雪莲,王伯杨.变压器保护动作的分析及配合的改进[J].电工技术,2009,(4).
[6]陈亦平,费云中,祝建华.直流滤波电容击穿引起的直流接地查找与分析[J].电工技术,2009,(5).
[7]韩潇,郑新才,韩洁.一起控制回路绝缘降低引起的异常情况分析[J].电气应用,2008,(21).
[8]杨雄彬,张晓霞.电压切换回路设计缺陷及改进方法[J].电力建设,2008,(12).
[9]曾甫龙.主变压器继电保护设计及原理[J].沿海企业与科技,2009,(3).
[10]林福兴.浅谈电力通信直流电源及其维护[J].企业技术开发·下半月,2009,(10).
[11]林婕.浅谈变压器保护的若干问题[J].中国高新技术企业,2010,(20).
[12]李烨.变压器继电保护常见问题分析[J].科技与生活,2010,(20).
[13]张金堂.变电站直流系统接地故障查找[J].农村电气化,2010,(9).
（责任编辑：苏宇嵬）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：110kV变电站；直流空气开关；配置
作者简介：王趁录（1972-），男，河北大城人，甘肃省电力公司兰州供电公司，工程师。（甘肃 兰州 730060）
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）15-0138-03
一、110kV变电站直流空气开关配置现状
1.110kV变电站直流空气开关配置的重要意义
110kV变电站的直流电源系统包括蓄电池、充电装置或高频开关电源、合闸电源馈电网络、控制电源馈电网络等。直流电源系统一般由充电配置带蓄电池浮充运行，并分别通过合闸电源网格、控制电源网络、其他直流负荷网络等为变电站全站设备提供直流电源。变电站的直流电源是高压电气设备、继电保护设备、远动通信设备正常工作的主要动力源，高压断路器、隔离开关的储能、控制操作和信号传输等都需要直流电源；继电保护设备、综合自动化系统的正常工作主要依托直流电源提供动力，远动通信设备更是无法离开直流电源。直流系统出现故障，高压断路器等一次设备将无法正常分合操作，继电保护、综合自动化系统直流失电可能导致保护误动、拒动或者退出正常运行，对电力系统造成的正常运行造成无法估量的后果。直流空气开关作为110kV变电站的直流电源系统一种必不可少的保护元件，必须能够及时灵敏地对直流系统的故障作出及时的反应，迅速切断和隔离故障。如果配置不合适，有可能造成直流空气开关无法及时动作切断或隔离故障，扩大事态的严重程度，对变电站造成巨大损失。因此，必须严格对待空气开关的配置问题，以此消除由空开引起的电力系统安全隐患。
2.110kV变电站直流空气开关配置
在变电站的实际工作中，很多人认为空气开关是个小问题，但它却关系着整个电力系统的安全运行。从变电站系统的事故资料中显示，由于开关配置不当引起的事故虽然占比重不高，但也是一个重要的安全隐患，需要引起重视，认真对待空气开关的配置问题。
结合实际线路安排和用途，选配空气开关合适的型号和级数，避免选用过大的级数，造成浪费；利用开关所承载的最大工作电流，判断空气开关的额定电流，选用开关的额定电流≥开关所承载的最大工作电流；在选用空气开关时，要注意相关主件、附件的技术参数，尽量选用同类产品中技术参数高、性能好的产品；在选配空气开关时，要合理安排空气开关的级差保护，避免越级跳闸事故的发生。
二、110kV变电站直流空气开关配置存在问题分析
1.直流空气开关工作原理及与交流空开的差异
（1）空气开关工作原理。直流空气开关因为具有很强的分断能力、能够快速实现分断、及时恢复故障、操作便捷等特点，越来越受到人们的普遍重视。
从空气开关的结构（图1）不难看出，空开的进线是通过a和g连接的。一般情况下，空气开关的电流顺着a-b-c-d-e-f-g方向流动，电路正常运行。一旦电流超负荷运行时，双金属片i承载的电流增大，双金属片受电流的高温弯曲变形，弯曲到一旦程度时，螺钉z用力使锁扣连杆j上的m、k钩环脱扣，弹簧①迫使触片cd回到b、d之间，从而造成短路，空气开关完成过载保护功能。
当短路发生时，电路中形成一股强大的电流，在双金属片来不及反应时，磁铁e的电磁迅速增强，对衔铁h形成强引力，衔铁h脱离弹簧②的限制弹开，螺钉z’用力使锁扣连杆j上的m、k脱扣，弹簧①受力，将触片cd拉到b、d之间，断开电路，完成短路保护功能。因此，空气开关通过以上的工作原理，断开电路，防止电路过载和短路事故的发生。
空气开关应用于电路中一个比较突出的优点，即在排除电路故障后，由于空气开关的工作原理，其任何部件在事故发生时并没有遭到损坏，所以不必要更换保险丝，直接盖上开关就行。由于空气开关主要的动力部件是弹簧，空气开关应该避免安装在潮湿的地方，以免弹簧生锈变形而失去弹性。
直流空气开关与交流空气开关的工作原理是一样的，但是由于交流空气开关有过零灭弧的特性，在设计时，灭弧栅片比直流空气开关的灭弧栅片少很多，如果要达到同样的灭弧能力，显然是难以与直流空气开关一比高下的。
（2）直流空开与交流空开的差别。直流电源系统的接线要求是非常严格的，对空气开关的灵敏反应要求较高。在实际操作中，由于交流空气开关的灭弧能力较差，直流空气开关的灭弧能力要比交流空气开关高很多，因此能够及时灵敏地做出断开反应；同时，直流线路中，电流在分段时会产生强大的电弧，需要空气开关具备相应大的灭弧能力，而交流空气开关会因为灭弧能力不足而造成断开滞后或无效，延长故障时间。因此，需要分清直流空开与交流空开的差别。
空气开关主要能够进行过载保护和短路保护，目前配合空气开关用于低压馈线过载和短路保护所采用空开，近年来已有所发展。然而厂家给出的校验空开的分断能力，一般只是通过一定周期的交流电流有效值进行检验，熔断动作曲线也是选择安·秒交流特性曲线进行匹配，选择性配合也是由t1≥2.08t2来校检的。然而，由于交流和直流的灭弧能力的不同，在电压不变的情况下，直流电流越小，时间越短，电弧越容易分断，反之，电弧则难以分断。实际上，厂家是按交直流用相同型号、相同熔体材料的级差提供空气开关的选型和配合的，造成直流空气开关性能较差，不能满足需要。
2.110kV变电站直流空气开关配置存在问题分析
（1）交直流空开通用。部分变电站设计和施工中不注意直流、交流空气开关的区别，在变电站系统中混用，特别是在需要直流空开的地方随便用交流空开代替，出现安全隐患。
如果直流空开应用于同电压等级的交流电，其灭弧能力看似绰绰有余，然而系统要求空开必须及时作出灭弧反应，直流空开如同驶入小胡同的大卡车，就显得不够灵敏。而交流空气开关应用于相同电压等级的直流电路，没有足够的灭弧能力及时作出切断反应，出现过载跳闸的迹象，空气开关不能立刻进行灭弧断开，不但不能实现及时断电，还会损毁空气开关。这样空气开关不仅起不到相应的保护作用，还会造成相当大的损失。
（2）直流空开的配置不注意级差配合。部分变电站直流空开的配置不注意级差配合的问题，造成越级跳闸安全隐患。严禁运用上级为直流空气开关，下级为熔断器的级差配置。实践表明，采用该种级差配置往往会引起事态扩大。因为上级直流空气开关已经迅速进行断开反应，而熔断器却会滞后反应，颠倒了动作的次序，使上级空气开关的断开动作先于下级熔断器的熔断保护，使停电范围增大。据有关资料显示，2009年某个110kV变电站曾经发生10kV线路出现开关故障，引起开关爆炸和10kV开关柜失火，火势使继电器和电缆发生短路。虽然10kV的主控15A熔断器没有因火而熔断，而上一级直流控制母线的30A熔断器却因此熔断。据有关当事人描述，当时主变发出一声闷响，大约一分钟后，112主变开关跳开，如同拖拉机的闷响消失。当时由于主变10kV侧到母线之间接有分裂电抗器，112开关要通过2点接地的跳闸线圈，虽然反应不太灵敏，但却没有造成主变受损，比较万幸，看来不仅要做好直流空开的选型，而且要配置相应级差的熔断器，否则就会引起严重的事故后果。
三、110kV变电站直流空气开关配置建议
1.严格执行相关要求
按照电力行业相关标准和国家电网公司相关《直流反措》、《继电保护反措》、《供电企业安全性评价》要求，对空气开关和熔断器的技术规范，严格执行空气开关和熔断器的使用和安装标准，禁止在直流电源系统混用交流空气开关，同时，变电站的保护、信号和控制系统的空气开关应尽量选择合适的型号，配置专用的空气开关，避免混用。在变电站运营前，做好直流空气开关的配置和检验，投入运行后，每年要对空气开关及熔断器的灵敏度进行及时校检和核定，并有专门的管理人员做出详细的记录。直流空气开关的接入要注意极性，不允许接反，如果接反会减小直流空气开关的灭弧能力，这也是实际工作中必须注意的问题。
2.以110kV红古变电站为例，合理安排直流空开的级差配置
以110kV兰州电网红古变电站为例，主变规模2×31500kVA，具备110kV、35kV、10kV三个电压等级的负荷，110kV母线为内桥接线、35kV及时，10kV为单母分段，综自站，保护按常规配置，直流装置以单电池双段配置，所用为双段配置（2×100kVA）。
空气开关应严格按照相关线路设计（如图2）的要求，合理确定相应的位置，禁止私自更改空气开关的位置。
空气开关要具有选择性，上下级要保持一致的型号，要维持在合理的级差配置范围，每级间达到2～4级级差，一般就可以避免越级熔断，电源端的自动空开尽量选择上限，网络端可以考虑采用下限，总电源开关与分路电源开关之间有达到4个级差。如果10kV的主变开关选择15A空气开关，按照级差配合，下级空气开关应选择12A、10A进行配置。时限配合按照上级空气开关断开时限的3.44倍计算下级空气开关的断开时限。
按照合理的开关选配原则，可以考虑110kV侧空气开关选择配置60A，35kV侧空气开关配置30A，10kV侧空气开关配置20A，按照一般原则，10kV侧选用15A小型空气开关即可，但是基于15A空开在级差配合中跳闸事故的多发性，本方案决定采用20A，避免越级跳闸的发生。基于在变电站系统中，需要根据开关所承载的最大电流、断开时限等具体参数对直流开关进行有效配置，还需相关变电站严格计算，科学地进行特性保护配置。
在实际运行中，如果控制馈线回路与单电池出口的空气开关的级差配置稍有差错，容易造成寄生回路。因此，应尽量选择性能良好的电磁型空气开关，排除直流电源系统中冗余的接线，如移除硅堆保护的熔断器、保证控制母线能够有效供电、改装备用通道设备、增大单电池的容量、控制母线等。
3.直流开关配置与主变双重化保护
根据变电站的主接线方式，主变空气开关的高、中压侧旁路空气开关辅助主变保护运行。改造主变双重化保护，主要是遵循一定的原则，对电流感应器进行二次绕组，防止存在保护死区，这是改造的关键问题。
（1）直流开关配置。第一，根据相关的技术规范要求，2套主变保护需要单独的直流空气开关及监视配置，空气开关在主变保护柜上要有具体的位置。第二，1套非电量保护，需要配置单独的空气开关及熔断器，监控电源是否消失，并利用就地跳闸对重瓦斯等实施保护，保护应能够控制空气开关的2个跳闸线圈。第三，对110kV侧的失灵、三相保护不一致时，可共用1套设置，配置独立的空气开关及熔断器。第四，110kV侧的空气开关必须有双跳圈功能，与隔离刀闸间、切换回路及其他相关回路等方面，均应执行双重化配置。第五，2套主变保护应通过不同电流感应器进行二次绕组。不能使用不同电流感应器进行二次绕组的变电站，应保证交流电压经继电器切换后，要经过端子排过渡后，通过空气开关的输出，这样能够有效监控和检验每套保护装置的实效。第六，对110kV侧的双跳圈空气开关，一般采用每套装置启用2组跳圈，也可每套装置各启用1组跳圈，实际操作中视具体情况而定。
（2）工作原理。110kV兰州电网红古变电站常规的主变保护是单主、单后备保护模式，差动保护上配置独立的电流互感器。后备保护与OT（主变套管电流互感器的次级）连接，如图3所示。
双重化保护的工作原理如图4所示，当第2套保护因故不能正常运行时，第1套保护由于保护到位，变电站仍然可以继续运行；当第1套保护出现故障不能正常运行时，第2套保护由于在套管连接处保护缺失，需要进行补救。这时可利用旁路空气开关代主变空气开关，启用1套差动保护和旁路后备保护，维持变电站的运行状态。
四、结论
通过对110kV兰州电网红古变电站直流空气开关的配置研究，对我国110kV变电站空气开关配置的现状和存在的问题进行了详尽的梳理，并按照国家的相关技术规范，提出110kV兰州电网红古变电站直流空气开关的配置建议，并提出利用主变保护双重化改造，提高空气开关的反应时效，增加保护配置的灵敏度。但是主变保护双重化改造中，相应的接线问题必须处理好。如果接线设计合理，将更加有益于变电站的安全运行，反之也可能会带来安全隐患。基于电流回路的接线还存在问题，有待于进一步的改造，以便减少电流回路切断过程中现场违规操作的可能。当然，基于110kV变电站直流空气开关的配置研究，还有许多问题有待进一步的探讨，期待同仁们能够加入相关研究，共同探讨110kV变电站直流空气开关的配置问题，以便提供更加合理的方案，尽快解决空气开关配置存在的问题。
参考文献：
[1]刘容容,等.继电保护母线电压直流控制回路的问题与对策[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2008,(1).
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（责任编辑：苏宇嵬）
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