變電站站用電系統存在問題分析及改進措施

李鵬

摘要：避免變電站站用電系統的設計缺陷，保障變電站安全、可靠運行。本文分析傳統的站用電系統在接線形式、斷相運行、接線組別等方面存在的問題，分析了站用電在接線方式上存在有諸多問題，對站用電接線進行了重新設計，改進后的站用電系統基本彌補了傳統站用電系統存在的不足。

關鍵詞：變電站；站用電系統；綜合自動化；接線方式

變電站站用電系統，是保障變電站安全、可靠運行的一個重要環節。一旦站用電系統出現問題，將直接或間接地影響變電站安全、可靠運行，嚴重時會擴大事故范圍，造成故障停電。然而，站用電系統存在許多隱患，尤其是110kV及以下的許多變電站站用電系統存在的問題，并未引起人們的高度重視。另一方面，無人值班變電站，已形成了一種發展趨勢。但在站用電系統方面，受傳統因素的影響，改進乏術，不適合發展的需要，也不適合無人值班變電站的要求。從目前成都地區較為典型的110kV及以下變電站傳統的站用電系統入手，分析其存在問題的若干環節，并提出改進措施。

近年來，隨著我廠電網不斷升級和變電站改造，安全供電可靠性顯著增強。但在站用電系統方面，受傳統因素的影響，存在著諸多問題。目前，從我廠110kV及以下變電站傳統的站用電系統入手，分析其存在的問題，并提出改進措施。

一、傳統的站用電系統

我公司110kV及以下變電站普遍采用傳統的站用電接線方式，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采用隔離開關和單相熔斷器保護；6kV采用負荷隔離開關熔斷器保護。站用變壓器選擇油浸或干式變壓器，接線組別為Yyn12。低壓側受總采用單相熔斷器保護。為防止站用變低壓側并列及反充電，采用手動雙投刀閘人為切換站用電低壓側供電，重要負荷在末端實現自投。但這種設計方案存在很多缺陷。

1.1 適應變電站正常值班要求的問題

對于變電站來講，站用電源的可靠切換非常重要。采用雙投開關人為切換站用電低壓供電，根本不能對站用電實現遠方操作；采用單相熔斷器保護，無法獲得全部保護信息。如果采用一般的空氣斷路器，不能實現機械閉鎖和防止站用變低壓側并列及反充電。

1.2 接線組別的問題

（1）帶負荷能力差。由于三相負載不平衡引起低壓電網中性點位移，三相供電電壓也會產生畸變。

（2）由于變壓器勵磁電流需要三次諧波電流通路維持正常的正弦波磁通，以及負載中電力電子元件的應用產生諧波，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，高壓側保護對于低壓側的單相短路基本沒有靈敏度，上下級保護很難配合。

1.3 相位差的問題

將兩臺站用變分別安裝于35kV、6kVI段母線上，但它們之間存在有相位差，低壓側絕對不能并列，但在實際運行中低壓系統往往需要雙回路供電，不能每處都設置機械聯鎖，同時也不能完全杜絕并列情況。

1.4 斷相運行的問題

由于站用變高、低壓側均采用單相熔斷器，出現斷相運行的可能性極大。對于高壓側出現斷相，由于變壓器的隔離作用，高壓側出現一相斷相時，將造成變壓器由三相供電變為單相供電。較之低壓側一相斷線，高壓側一相斷線的情況具有更大的危害性。由于斷相運行會使供電電壓質量嚴重變壞，因此，站用電系統應盡量杜絕斷相運行情況發生。

二、改進后的站用電系統

由于傳統的站用電在接線方式上存在有諸多問題，我們對站用電接線進行了重新設計，改進后的站用電系統基本彌補了傳統站用電系統存在的不足。

2.1 采用四極空氣斷路器

低壓側可采用深圳ABB公司生產的四極空氣斷路器（還有國內知名公司品牌的同類產品）來替代單相熔斷器，實現保護功能，并提供詳細、準確、完整的保護信息。

2.2 采用四極負荷開關

可采用帶機械聯鎖的四極負荷開關替代人為切換站用電源的雙投開關。

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，高壓側保護對于低壓側的單相短路靈敏度高，有利于單相短路故障的切除，0.4kV中性點不再要求加裝零序電流保護，保護無死區。

2.4 站用變高壓側開斷電器的設置

盡管10kV采用負荷開關熔斷器組保護可避免高壓側斷相故障的發生，但采用高壓熔斷器保護與低壓側保護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。

2.5相位差問題

需要將兩臺站用變分別接于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、實施后應用效果

3.1 站用電低壓側采用四極斷路器和機械聯鎖的四極負荷開關，替代單相熔斷器和手動切換的雙投刀閘，避免了斷線運行情況的發生及所產生的連帶問題，并消除了反充電現象，同時也能滿足變電站正常值班的要求，實現了站用電的可靠切換，保證了變電站安全運行。

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單相接地故障，避免了擴大事故范圍。

四、結論

站用電低壓側采用四極斷路器和機械聯鎖的四極負荷開關，替代單相熔斷器和手動切換的雙投刀閘，避免了斷線運行情況的出現及其產生的連帶問題，并消除了反串電現象，同時也能適應無人值班變電站的要求，實現遠方控制功能，對站用電源的可轉換。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單相接地故障，并正確貫徹了國標的有關要求。站用變高壓側推薦采用專用斷路器。35kV站用變盡量不設置，可采取保留變電站施工電源作為站用變臨時電源等措施。

參考文獻：

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