摘要：变电站站用电系统是保障变电站安全可靠运行的重要条件，一旦发生故障，将影响变电站一二次设备的正常运行。本文首先分析了变电站站用电系统的接线方式及其优缺点，接着讲述了站用变的并列条件，其次对站用电低压系统运行方式做了详细的描述。最后，针对变电站站用电系统存在的安全性问题和经济性问题，提出了整改措施。
关键词：变电站；用电系统；运维策略
引言
在电网系统中应用特高压变电站进行输电运行，可以实现电力资源的高效利用，为了保障特高压变电站的运行安全性与稳定性，需要对变电站用电系统进行接线方式和配置方案的设计优化，从而更好的保障特高压电力系统的运行可靠性。
一、站用电系统的接线方式
站用电系统一般安装两台站用变，互为备用，其高压侧应分别接在不同的电源上。500kV 变电站大都安装三台站用变，并有一台接至外来电源，作为另两台站用变的备用，以保证可靠供电。接线方式一般采用 Y/Y0、△/Y0 接线组别。这种接线方式可以提供 380V 和 220V 两种电压，满足不同负荷的需要。站用变压器的高压侧一般安装开关并装设简单的电流保护，也可以安装高压熔断器作为保护，低压侧安装空气开关。站用电低压母线一般采用单母线分段的接线方式，每段母线分别接至不同的站用变，并通过分段开关联络。一般有以下三种情况：
（一）两台站用变分别接在本站不同的高压母线上，如图 1所示。这种接线方式适用于有两段母线的变电站，假如 Ⅰ 段母线有故障导致母线失压，则 1 号站用变失压，这时需要保护装置动作跳开联络开关，保证 Ⅱ 段母线不受影响，则 2 号站用变可以正常工作，但是可靠性有所降低。
（二）一台站用变接在本站高压母线上，另外一台站用变接在外来电源上，如图 2 所示。这种接线方式则有备用电源，可以保证站用变不失电，持续可靠运行，提高了供电的可靠性。这种接在不同电源上的站用变，为了防止通过低压侧并环，一般在其低压开关或分段开关上装有防止并环的操作闭锁接线。
（三）两台站用变分别接在本站不同电压等级的高压母线上。这种接线方式适用于只有一段母线的变电站，采用这种接线方式时，当其中一条母线检修，另外一条母线可以给站用变供电，保证了供电的可靠性。当两台站用变压器并列时，必须满足它的并列运行条件。接在同一电源系统的站用变必须经过核相正确才可并列，否则不能并列。接在不同电源系统上的站用变则不能环并，因为其电压、相位可能不同，环并时会产生很大的环流，造成开关跳闸失压，严重时甚至可能损坏站用变。
二、特高压变电站站用电系统设计油侵变压器设备分析
为了保障特高压变电站用电系统运行的可靠性，需要选择合适的变压器设备，目前我国的特高压变电站中使用的变电站主要是干式变压器，一般情况下安装于用电室。由于干式变压器占地面积小、没有油、没有重大电力事故、没有火灾等突出的特性，从而使得干式变压器在特高压变电站用电系统中进行广泛的应用。在干式变压器应用的过程中也是存在一定缺陷的，由于干式变压器没有瓦斯继电器，在干式变压器运行的过程中出现内部过热、绝缘体损坏、短路等故障的时候，由于干式变压器设计的缺陷不能及时的处理相关的隐藏电力故障，从而引起更大的电力事故。在干式变压器设计的时候，由于变压器设计的内部温度探头没有足够的灵敏性，在电力设备过热的时候由于没有及时的检测出过热故障，从而导致了对应的继电保护设备没有发挥出相应的工作性能，从而造成干式变压器出现了内部电力设备烧毁的事故出现，直接影响到了特高压电力系统的运行可靠性。在特高压变电站用电系统设计的时候可以合理的规划建设场地，其中变电站的占地面积较为宽裕，为此变电站的低压站就可以采取油侵式变压器，在低站变压区域设置瓦斯继电保护设备，从而有效的保障了低压变电站的运行稳定性。在电力系统中设置有载调压开关，从而保障可以根据电力系统的实际运营情况合理的调整电压，从而使得变电系统的接线方式清晰明了，对应的变电站用电系统运维工作就可以得到很好的提高。
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三、站用电系统存在的问题及整改措施
（一）站用电系统常规整个手段
近年来，由于站用电原因引起的扩大事故，站用电系统存在的安全隐患得以突显。事故暴露了站用变高压侧熔断器配置不合理，低压侧自动保护功能不全面，站用变接线布局不合理，电缆沟防火设施不够完备。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在功能实现上的要求，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。因此，目前变电站站用电主要存在两方面的问题：① 安全性问题；② 经济性问题。安全性问题主要有以下几个方面：站用电高压侧断路器配置不合理；低压断路器自动保护功能不全面；变电站站用电系统设计布局缺乏合理性。针对这三个问题，变电站应根据设计规程的要求，根据变电站自己的实际情况，合理地选择站用变高压熔断器，由其实现保护功能。另外还要完善站用电备自投装置，提高站用电系统供电的可靠性，同时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。经济性问题主要表现为：线损网损较大，严重影响电能质量。此时可以采用大负荷测试的方法，对所管辖的变电站进行站用电系统测试，根据测试数据总结目前站用电系统实际运维环节中存在的运行风险，提出改进的管理技术措施，并进行效果评估验证，形成一套完整的安全运维策略，确保站用电系统的安全可靠工作。除此之外，可以提出相应的节能降耗技术管理措施，在安全稳定运行的前提下，形成可应用的变电站站用电系统节能降耗的运维方案，并验证方案的可实施性和相应的应用效果，这样，有效地提高了变电站的经济效益。
（二）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。首先，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。其次，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。再次，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，0.4 kV 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。然后，站用变高压侧开断电器的设置尽管 10 kV 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。
（三）相位差问题解决方式
需要两台站用变分别接于35 kV 与 10kV 不同母线。但 35 kV 与 10 kV 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）35 kV 选用 Dyn11 接线的站用变，10 kV 选用Yyn12接线的站用变。2）再新设二台 10 kV Dyn11 接线站用变。
结语
综上所述，在特高压变电站用电系统进行设计的时候需要综合考虑系统运行方案的经济性、可靠性、运维效率、安全性等等，并根据实际的情况对设计的方案进行很好的优化，确保特高压变电站用电系统运维工作的质量与效率。
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论文作者:金洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：变电站论文; 接线论文; 系统论文; 母线论文; 低压论文; 高压论文; 方式论文; 《电力设备》2019年第19期论文;