1、1变电站站用电系统技术探讨摘要: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，本文针对目前 110 kV 变电站站用电系统存在的问题和隐患。 关键词：变电站 站用电系统 问题 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号： 1 概述 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。它为变电站所有的二次设备提供电源，例如:主变冷却装置电源，主变有载调压电源，直流充电机电源，断路器操作机构电源，消防电源，照明电源等。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 110 kV
2、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。 2 传统的站用电系统 110 kV 及以下变电站普遍采用的传统的站用电接线方式如图 1 所示:站用变压器分别接在 35 kV,10 kV 母线上(或分别接在 10 kV 二段母线上)。35 kV 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2很多缺陷。 图 1 传统的站用电接线 2.1 适应无人值班要求的问题 对于无
3、人值班变电站，站用电源的可靠转换非常重要。然而，传统的站用电接线方式很难实现这一要求。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。 2.2 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比较容易理解，一相断线时(假设 C 相断线)，中线性电流 ln=ld+lb，其绝对值ln=ld=lb，为相电流。按规程对 Yyn12 接线的变压
4、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。同时，对于未运转的电动机，将无法启动;对于已运转的电动机，由于定子电流过大，极有可能损坏。对于高压侧出现断相，由于变压器的隔离作用，情况则不尽相同。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，如下述分析: 2.2.1 对于 Yyn12 接线的站用变压器，假设 C 相断线(接线及向量图3如图 2 所示)，则变为 AB 相单相供电，C 相不励磁，A B 相励磁电压为线电压的一半(降低为原励磁相电压的/2 倍);低压侧 a b 相电压大小相等，方向相反，即: 其中 Ugl 表示高压侧线
5、电压。 图 2 Yyn12 接线变压哭及向量图 2.2.2 对于 Dynll 接线的站用变压器，假设 C 相断线(接线及向量图如图 3 所示)，则变为 AB 相额定励磁，BC CA 相励磁电压为线电压的一半;低压侧 b,c 相电压大小相等，方向相反即: 其中 Ud 表示低压侧相电压。 图 3 Dynll 接线变压哭及向量图 可见，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。2 .3 接线组别问题 以往
6、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、制造角度考虑有如下优点:4Yyn12 接线的三相变压器相电压相对较低，有利于节约绝缘材料;高压绕组 Y 接线采用圆筒式结构，制造简单可靠;调压开关分接头工艺简单，制造成本较低，并间接减小油箱尺寸;空载损耗、短路损耗都相对较小，有利于降低电能损耗。 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: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。所以站用变压器 0.4 kV 中性点需要加装零序电流保护，使保护设置复杂化。同
7、时，即使要设置 0.4 kV 中性点零序电流保护，由于高、低压侧均采用单相熔断器保护，保护也无法跳闸。如果通过 0.4 kV 受总设置空气断路器，实现 0.4 kV 中性点零序电流保护跳闸，保护也存在死区。在实际的工程设计中，0.4 kV 中性点零序电流保护的设置经常没有得到贯彻。这种违反设计规程的现象急需扭转。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、晶闸管整流元件(例如:高频开关电源等)的应用产生谐波，但 Yyn12 接线变压器的抑制效果就较差;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。故，国家标准 GB50052-95 第 6.8 条规定:“当选用 Yyn12 接线组别的三相变压器，其单相不平衡负荷引起的电流不得超过低压绕组额定电流的25 %，且其中一相电流在满载时不得超过额定电流值” 。因此，Yyn12 接线的变压器设备能力不能充分发挥。 3 结论 5本文主要是简单讨论站用电的传统系统跟 Yyn12 接线组的站用电存在的问题及观点。采用 Dynll 接线组的站用变替代 Yynl2 接线组的站用变，有利于快速切除低压单相接地故障，并正确贯彻了国际的有关要求。
