變電站站用電系統(tǒng)存在問(wèn)題分析及改進(jìn)措施

李鵬

摘要：避免變電站站用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷，保障變電站安全、可靠運(yùn)行。本文分析傳統(tǒng)的站用電系統(tǒng)在接線形式、斷相運(yùn)行、接線組別等方面存在的問(wèn)題，分析了站用電在接線方式上存在有諸多問(wèn)題，對(duì)站用電接線進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的站用電系統(tǒng)基本彌補(bǔ)了傳統(tǒng)站用電系統(tǒng)存在的不足。

關(guān)鍵詞：變電站；站用電系統(tǒng)；綜合自動(dòng)化；接線方式

變電站站用電系統(tǒng)，是保障變電站安全、可靠運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。一旦站用電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，將直接或間接地影響變電站安全、可靠運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)擴(kuò)大事故范圍，造成故障停電。然而，站用電系統(tǒng)存在許多隱患，尤其是110kV及以下的許多變電站站用電系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并未引起人們的高度重視。另一方面，無(wú)人值班變電站，已形成了一種發(fā)展趨勢(shì)。但在站用電系統(tǒng)方面，受傳統(tǒng)因素的影響，改進(jìn)乏術(shù)，不適合發(fā)展的需要，也不適合無(wú)人值班變電站的要求。從目前成都地區(qū)較為典型的110kV及以下變電站傳統(tǒng)的站用電系統(tǒng)入手，分析其存在問(wèn)題的若干環(huán)節(jié)，并提出改進(jìn)措施。

近年來(lái)，隨著我廠電網(wǎng)不斷升級(jí)和變電站改造，安全供電可靠性顯著增強(qiáng)。但在站用電系統(tǒng)方面，受傳統(tǒng)因素的影響，存在著諸多問(wèn)題。目前，從我廠110kV及以下變電站傳統(tǒng)的站用電系統(tǒng)入手，分析其存在的問(wèn)題，并提出改進(jìn)措施。

一、傳統(tǒng)的站用電系統(tǒng)

我公司110kV及以下變電站普遍采用傳統(tǒng)的站用電接線方式，站用變壓器分別接在35kV、6kV母線上（或分別接在6kV兩段母線上）。35kV采用隔離開關(guān)和單相熔斷器保護(hù)；6kV采用負(fù)荷隔離開關(guān)熔斷器保護(hù)。站用變壓器選擇油浸或干式變壓器，接線組別為Yyn12。低壓側(cè)受總采用單相熔斷器保護(hù)。為防止站用變低壓側(cè)并列及反充電，采用手動(dòng)雙投刀閘人為切換站用電低壓側(cè)供電，重要負(fù)荷在末端實(shí)現(xiàn)自投。但這種設(shè)計(jì)方案存在很多缺陷。

1.1 適應(yīng)變電站正常值班要求的問(wèn)題

對(duì)于變電站來(lái)講，站用電源的可靠切換非常重要。采用雙投開關(guān)人為切換站用電低壓供電，根本不能對(duì)站用電實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作；采用單相熔斷器保護(hù)，無(wú)法獲得全部保護(hù)信息。如果采用一般的空氣斷路器，不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械閉鎖和防止站用變低壓側(cè)并列及反充電。

1.2 接線組別的問(wèn)題

（1）帶負(fù)荷能力差。由于三相負(fù)載不平衡引起低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)位移，三相供電電壓也會(huì)產(chǎn)生畸變。

（2）由于變壓器勵(lì)磁電流需要三次諧波電流通路維持正常的正弦波磁通，以及負(fù)載中電力電子元件的應(yīng)用產(chǎn)生諧波，但Yyn12接線變壓器的抑制效果比較差。

（3）由于零序阻抗較大，限制了短路電流，高壓側(cè)保護(hù)對(duì)于低壓側(cè)的單相短路基本沒有靈敏度，上下級(jí)保護(hù)很難配合。

1.3 相位差的問(wèn)題

將兩臺(tái)站用變分別安裝于35kV、6kVI段母線上，但它們之間存在有相位差，低壓側(cè)絕對(duì)不能并列，但在實(shí)際運(yùn)行中低壓系統(tǒng)往往需要雙回路供電，不能每處都設(shè)置機(jī)械聯(lián)鎖，同時(shí)也不能完全杜絕并列情況。

1.4 斷相運(yùn)行的問(wèn)題

由于站用變高、低壓側(cè)均采用單相熔斷器，出現(xiàn)斷相運(yùn)行的可能性極大。對(duì)于高壓側(cè)出現(xiàn)斷相，由于變壓器的隔離作用，高壓側(cè)出現(xiàn)一相斷相時(shí)，將造成變壓器由三相供電變?yōu)閱蜗喙╇?。較之低壓側(cè)一相斷線，高壓側(cè)一相斷線的情況具有更大的危害性。由于斷相運(yùn)行會(huì)使供電電壓質(zhì)量嚴(yán)重變壞，因此，站用電系統(tǒng)應(yīng)盡量杜絕斷相運(yùn)行情況發(fā)生。

二、改進(jìn)后的站用電系統(tǒng)

由于傳統(tǒng)的站用電在接線方式上存在有諸多問(wèn)題，我們對(duì)站用電接線進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的站用電系統(tǒng)基本彌補(bǔ)了傳統(tǒng)站用電系統(tǒng)存在的不足。

2.1 采用四極空氣斷路器

低壓側(cè)可采用深圳ABB公司生產(chǎn)的四極空氣斷路器（還有國(guó)內(nèi)知名公司品牌的同類產(chǎn)品）來(lái)替代單相熔斷器，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，并提供詳細(xì)、準(zhǔn)確、完整的保護(hù)信息。

2.2 采用四極負(fù)荷開關(guān)

可采用帶機(jī)械聯(lián)鎖的四極負(fù)荷開關(guān)替代人為切換站用電源的雙投開關(guān)。

2.3 采用Dyn11接線組別的三相變壓器

Dyn11接線組別的三相變壓器具有零序阻抗小的特點(diǎn)，高壓側(cè)保護(hù)對(duì)于低壓側(cè)的單相短路靈敏度高，有利于單相短路故障的切除，0.4kV中性點(diǎn)不再要求加裝零序電流保護(hù)，保護(hù)無(wú)死區(qū)。

2.4 站用變高壓側(cè)開斷電器的設(shè)置

盡管10kV采用負(fù)荷開關(guān)熔斷器組保護(hù)可避免高壓側(cè)斷相故障的發(fā)生，但采用高壓熔斷器保護(hù)與低壓側(cè)保護(hù)的配合依然比較困難。建議在有條件的情況下，采取斷路器保護(hù)。

2.5相位差問(wèn)題

需要將兩臺(tái)站用變分別接于35kV與6kV不同母線上，但它們之間存在有相位差，站用電低壓側(cè)不能并列。35kV可選用Dyn11接線組別的站用變，6kV可選用Yyn12接線組別的站用變。

三、實(shí)施后應(yīng)用效果

3.1 站用電低壓側(cè)采用四極斷路器和機(jī)械聯(lián)鎖的四極負(fù)荷開關(guān)，替代單相熔斷器和手動(dòng)切換的雙投刀閘，避免了斷線運(yùn)行情況的發(fā)生及所產(chǎn)生的連帶問(wèn)題，并消除了反充電現(xiàn)象，同時(shí)也能滿足變電站正常值班的要求，實(shí)現(xiàn)了站用電的可靠切換，保證了變電站安全運(yùn)行。

3.2 采用Dyn11接線組別的站用變替代Yyn12接線組別的站用變，有利于快速切除低壓?jiǎn)蜗嘟拥毓收?，避免了擴(kuò)大事故范圍。

四、結(jié)論

站用電低壓側(cè)采用四極斷路器和機(jī)械聯(lián)鎖的四極負(fù)荷開關(guān)，替代單相熔斷器和手動(dòng)切換的雙投刀閘，避免了斷線運(yùn)行情況的出現(xiàn)及其產(chǎn)生的連帶問(wèn)題，并消除了反串電現(xiàn)象，同時(shí)也能適應(yīng)無(wú)人值班變電站的要求，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制功能，對(duì)站用電源的可轉(zhuǎn)換。采用Dyn11接線組的站用變替代Yyn12接線組的站用變，有利于快速切除低壓?jiǎn)蜗嘟拥毓收希⒄_貫徹了國(guó)標(biāo)的有關(guān)要求。站用變高壓側(cè)推薦采用專用斷路器。35kV站用變盡量不設(shè)置，可采取保留變電站施工電源作為站用變臨時(shí)電源等措施。

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