摘要：随着电力系统的发展与完善，站用交流系统作为变电站的重要环节，其安全性可靠性的要求越来越高。为了增强站用交流系统的可靠性安全性，本文分析了站用交流系统ATS的特点，提供了一种站用交流系统改进的方法。
关键词：站用交流系统；ATS；零序保护；保护配置
引言
站用交流系统是变电站的重要组成部分，其好坏直接影响整个电网的可靠性和安全性，如果站用交流系统出现问题，变电站将不能可靠安全地运行，甚至可能造成重大事故[1]。但在日常运维中发现，部分站用交流系统使用ATS作为备自投装置，并不能与保护逻辑相配合，为了增强站用交流系统的可靠性安全性，需进一步改进完善。
1自动转换开关（ATS）
根据 IEC 国际标准定义，自动转换开关（automatic transfer switching，简称 ATS），是由一个或几个转换开关电器和其他必需的电器组成，将负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。站用交流系统作为变电站重要的交流电源，为确保供电的安全可靠，站用交流系统使用ATS作为备自投装置，当其中一个电源失电，能快速切换到另一电源。
图1 自动转换开关示意图
图1为ATS示意图，站用交流系统380V 1M、2M母线正常状态下分别由#1、#2 站用变供电，当任一站用变发生故障跳闸导致该段380V母线失压，ATS自动动作切换至另一站用变进线开关，由另一站用变供电；当该站用变恢复正常时，ATS则自动切换回原来的站用变进线开关，由原来的站用变供电[2]。
2站用交流系统改进分析
2012年，某110 kV变电站发生了馈线相间短路，由于保护配置不合理，#1站用变保护越级动作，无闭锁ATS备自投动作切换，引起了站用变全停的扩大事故。同样2016年，某220 kV变电站发生了交流电机堵转障碍，站用变保护越级动作，ATS备自投切换，使全站站用交流电源失电。ATS能保证站用交流电源供电的可靠性，但是部分变电站存在站用交流系统各层级的保护整定配合不当，ATS备自投不能有效闭锁切换等问题，这些可能直接导致事故扩大，甚至造成全站交流失压[3]。
2.1 ATS备自投零序保护
当馈线侧发生接地故障，此时若ATS自投，会导致事故扩大，因此必须要有保护闭锁ATS的备自投。站用变的内部故障或外部故障都有可能导致站用变零序过流保护动作，如果使用站变零序保护动作接点闭锁 ATS切换，将会限制备自投的作用。
根据以上分析，我们提出在ATS设置零序保护，其采集CT设置在站用变以外，当其动作，则判断为站用变外部故障，必须闭锁ATS备自投。整定ATS备自投零序保护时间先于站用变零序保护，在站用变保护与开关失配的情况下，闭锁ATS备自投，可以有效避免事故扩大。ATS备自投零序电流接线如图2所示，零序电流由 A、B、C 三相电流合成，其幅值与站用变零序电流相等，相位相反。
图2 ATS备自投零序电流接线
2.2站用交流系统保护配合
站用交流系统各级开关保护的配合，是保障交流系统可靠运行的关键。大部分变电站基本配置为由两台站用变给两段380V交流母线供电，利用了ATS实现交流电源的备自投功能，因而交流系统可实现4级配置，包括：站用变高压侧断路器、低压侧断路器（380V总进线开关）、ATS切换开关以及各支线开关。各级保护整定如图3所示。
站用交流系统各级保护整定主要考虑以下几点：1）发生故障可能性最大的是馈线回路，因此各馈线开关要配置带定时限过流保护的电子脱扣器，其时间先于其他保护。2）在 ATS中，设置开关定时限过流保护，其动作闭锁ATS备自投。在ATS备自投中配置零序保护，其整定值与站用变零序保护相同，时间先于站用变零序保护，其动作闭锁备自投，可避免事故扩大。3）站用变进线开关过流保护要躲开全站电机同时刻总启动电流且尽量保护分支馈线故障。考虑对馈线故障的灵敏度，取1.28Ie。时间上考虑与馈线速断保护时间配合，取0.55 s。4）站用变变低中性点零序保护定值整定为：Io = KK x Kbp x Ie = 0.325Ie，零序保护时限定值与ATS备自投零序保护配合，设定为2s。5）站用变变高开关过流保护与各级配合，定值取1.47Ie，时间取0.6s。
图3 380 V交流系统保护整定配合图
3 结语
本文在站用交流系统ATS的基础上，考虑到自动切换过程中各层级的保护整定配合不当可能造成事故扩大，提供了一种站用交流系统改进的方法，有效地增加了站用交流系统的可靠性、安全性，保障电网的正常运行。
参考文献：
[1]王福泉.220kV变电站站用电系统的设计优化 [J]. 机电信息.2014（30）：129-130.
[2]周茜. 一种变电站站用交流电源系统的改进方法 [J]. 广东科技.2014（10）：75-76.
[3]胡晓霞，彭岳云. 关于站用变交流电源系统保护级差配合及开关失效事故扩大问题的探讨[J].科技与创新. 2015（1）：10-12
论文作者:李秋如
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/21
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