变电站站用电系统存在问题分析及改进措施

李鹏

摘要：避免变电站站用电系统的设计缺陷，保障变电站安全、可靠运行。本文分析传统的站用电系统在接线形式、断相运行、接线组别等方面存在的问题，分析了站用电在接线方式上存在有诸多问题，对站用电接线进行了重新设计，改进后的站用电系统基本弥补了传统站用电系统存在的不足。

关键词：变电站；站用电系统；综合自动化；接线方式

变电站站用电系统，是保障变电站安全、可靠运行的一个重要环节。一旦站用电系统出现问题，将直接或间接地影响变电站安全、可靠运行，严重时会扩大事故范围，造成故障停电。然而，站用电系统存在许多隐患，尤其是110kV及以下的许多变电站站用电系统存在的问题，并未引起人们的高度重视。另一方面，无人值班变电站，已形成了一种发展趋势。但在站用电系统方面，受传统因素的影响，改进乏术，不适合发展的需要，也不适合无人值班变电站的要求。从目前成都地区较为典型的110kV及以下变电站传统的站用电系统入手，分析其存在问题的若干环节，并提出改进措施。

近年来，随着我厂电网不断升级和变电站改造，安全供电可靠性显著增强。但在站用电系统方面，受传统因素的影响，存在着诸多问题。目前，从我厂110kV及以下变电站传统的站用电系统入手，分析其存在的问题，并提出改进措施。

一、传统的站用电系统

我公司110kV及以下变电站普遍采用传统的站用电接线方式，站用变压器分别接在35kV、6kV母线上（或分别接在6kV两段母线上）。35kV采用隔离开关和单相熔断器保护；6kV采用负荷隔离开关熔断器保护。站用变压器选择油浸或干式变压器，接线组别为Yyn12。低压侧受总采用单相熔断器保护。为防止站用变低压侧并列及反充电，采用手动双投刀闸人为切换站用电低压侧供电，重要负荷在末端实现自投。但这种设计方案存在很多缺陷。

1.1 适应变电站正常值班要求的问题

对于变电站来讲，站用电源的可靠切换非常重要。采用双投开关人为切换站用电低压供电，根本不能对站用电实现远方操作；采用单相熔断器保护，无法获得全部保护信息。如果采用一般的空气断路器，不能实现机械闭锁和防止站用变低压侧并列及反充电。

1.2 接线组别的问题

（1）带负荷能力差。由于三相负载不平衡引起低压电网中性点位移，三相供电电压也会产生畸变。

（2）由于变压器励磁电流需要三次谐波电流通路维持正常的正弦波磁通，以及负载中电力电子元件的应用产生谐波，但Yyn12接线变压器的抑制效果比较差。

（3）由于零序阻抗较大，限制了短路电流，高压侧保护对于低压侧的单相短路基本没有灵敏度，上下级保护很难配合。

1.3 相位差的问题

将两台站用变分别安装于35kV、6kVI段母线上，但它们之间存在有相位差，低压侧绝对不能并列，但在实际运行中低压系统往往需要双回路供电，不能每处都设置机械联锁，同时也不能完全杜绝并列情况。

1.4 断相运行的问题

由于站用变高、低压侧均采用单相熔断器，出现断相运行的可能性极大。对于高压侧出现断相，由于变压器的隔离作用，高压侧出现一相断相时，将造成变压器由三相供电变为单相供电。较之低压侧一相断线，高压侧一相断线的情况具有更大的危害性。由于断相运行会使供电电压质量严重变坏，因此，站用电系统应尽量杜绝断相运行情况发生。

二、改进后的站用电系统

由于传统的站用电在接线方式上存在有诸多问题，我们对站用电接线进行了重新设计，改进后的站用电系统基本弥补了传统站用电系统存在的不足。

2.1 采用四极空气断路器

低壓侧可采用深圳ABB公司生产的四极空气断路器（还有国内知名公司品牌的同类产品）来替代单相熔断器，实现保护功能，并提供详细、准确、完整的保护信息。

2.2 采用四极负荷开关

可采用带机械联锁的四极负荷开关替代人为切换站用电源的双投开关。

2.3 采用Dyn11接线组别的三相变压器

Dyn11接线组别的三相变压器具有零序阻抗小的特点，高压侧保护对于低压侧的单相短路灵敏度高，有利于单相短路故障的切除，0.4kV中性点不再要求加装零序电流保护，保护无死区。

2.4 站用变高压侧开断电器的设置

尽管10kV采用负荷开关熔断器组保护可避免高压侧断相故障的发生，但采用高压熔断器保护与低压侧保护的配合依然比较困难。建议在有条件的情况下，采取断路器保护。

2.5相位差问题

需要将两台站用变分别接于35kV与6kV不同母线上，但它们之间存在有相位差，站用电低压侧不能并列。35kV可选用Dyn11接线组别的站用变，6kV可选用Yyn12接线组别的站用变。

三、实施后应用效果

3.1 站用电低压侧采用四极断路器和机械联锁的四极负荷开关，替代单相熔断器和手动切换的双投刀闸，避免了断线运行情况的发生及所产生的连带问题，并消除了反充电现象，同时也能满足变电站正常值班的要求，实现了站用电的可靠切换，保证了变电站安全运行。

3.2 采用Dyn11接线组别的站用变替代Yyn12接线组别的站用变，有利于快速切除低压单相接地故障，避免了扩大事故范围。

四、结论

站用电低压侧采用四极断路器和机械联锁的四极负荷开关，替代单相熔断器和手动切换的双投刀闸，避免了断线运行情况的出现及其产生的连带问题，并消除了反串电现象，同时也能适应无人值班变电站的要求，实现远方控制功能，对站用电源的可转换。采用Dyn11接线组的站用变替代Yyn12接线组的站用变，有利于快速切除低压单相接地故障，并正确贯彻了国标的有关要求。站用变高压侧推荐采用专用断路器。35kV站用变尽量不设置，可采取保留变电站施工电源作为站用变临时电源等措施。

参考文献：

1 王永忠；；断路器欠压脱扣器的优化设计[J]；低压电器；2012年02期

2 吴志祥；周祥才；严晓芬；；高可靠永磁欠压脱扣器的研究和设计[J]；低压电器；2013年14期

3 吴志祥；黄文生；黄波；朱如东；；一种高可靠性欠压脱扣器设计[J]；工矿自动化；2013年10期