安防之家讯：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。结合无人值班变电站的功能实现上的要求，分析传统的站用电系统在接线形式、接线组别等方面存在的问题，以及断相运行状态的向量分析，对站用电系统进行改进。
关键词：接线形式；断相运行；接线组别；四极开关



变电站站用电系统，是保障变电站安全、可*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。

1.传统的站用电系统
成都地区110kV及以下变电站普遍采用的传统的站用电接线方式，站用变压器分别接在35kV、10kV母线上（或分别接在10kV两段母线上）。35kV采用隔离开关和单相熔断器保护；10kV采用负荷开关熔断器组保护。站用变压器选择油浸或干式变压器，接线组别Yyn12。低压受总采用单相熔断器保护。为防止站用变低压并列及反串电，采用手动双投刀闸人为切换站用电低压供电，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适应无人值班要求的问题
对于无人值班变电站，站用电源的可*转换非常重要。采用双投刀闸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，只是一种粗略概念，无法获得全部保护信息。如果采
用一般的空气断路器，又不能实现机械闭锁而有效防止站用变低压并列及反串电。在实现综合自动化的环节上，更不能实现其信息共享的含义。
1.2断相运行问题
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。对于低压侧出现断相的情况按规程对Yyn12接线的变压器的规定，“三相四线制中性线截面按相线截面的50％选择”。由于中性线截面小，必然导致过负荷发热。
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。对于已运转的电动机，此时的回路电流增加，电压降低，电机转速减慢，长时间运转将烧毁电动机等用电设备。
由于断相运行时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的发生。
1.3接线组别问题
以往的国家标准推荐并推广采用Yyn12接线组的三相变压器，尤其对小容量的油浸变压器。原因主要是从工艺、制造角度考虑。
但此类变压器存在许多固有的缺点，不适合站用电系统采用，其主要问题如下。
1）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。
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就较差。
3）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。
关于Yyn12接线的变压器存在的问题，有关论著很多，在此不再赘述。
1.4相位差问题
将一台站用变设于10kVI母线，另将一台站用变设于35kVII母线（或35kVII母线某一小电源线路）。但35kV与10kV存在相位差，站用电低压一定不能并列，但实际上低压系统往往需要双路供电，又不能作到每处都设置机械联锁，不能完全杜绝并列的情况。

2.改进的站用电系统
由于传统的站用电接线方式存在上述的很多问题，对站用电接线重新进行设计，改进后的站用电系统基本克服了传统的不足之处。
2.1采用四极空气断路器
低压侧可采用施耐德电气公司生产的NS系列四极空气断路器（同类产品还有ABB公司的S系列），替代单相熔断器，实现保护功能。其保护功能可包括长延时、短延时、瞬时过电流保护，接地故障保护，并提供过载、短路、断路器状态等信息。
2.2采用四极负荷开关
可采用带机械联锁的NS系列四极负荷开关（同类产品还有S系列）替代人为切换站用电源的双投刀闸。
2.3采用Dyn11接线组的三相变压器
Dyn11接线组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。
此外，相对于Yyn12接线组的三相变压器而言，Dyn11接线组的三相变压器具有能抑制高次谐波电流、容量能充分利用等优点。
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
需要两台站用变分别接于35kV与10kV不同母线。但35kV与10kV存在相位差，站用电低压不能并列的情况。可采取如下的方法。
1）35kV选用Dyn11接线的站用变，10kV选用Yyn12接线的站用变。
2）再新设二台10kVDyn11接线站用变。

3.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。


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