曲 曉，張旭陽(yáng)

（南陽(yáng)供電公司，河南 南陽(yáng)473000）

1 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷增強(qiáng)，電網(wǎng)建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，對(duì)變電站設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。變電站所用變系統(tǒng)是確保變電站安全可靠運(yùn)行的重要部分，所用變是比較特殊的設(shè)備，容量較小，人們普遍對(duì)所用變保護(hù)的可靠性重視不夠。 近年來(lái)因變電站所用電發(fā)生故障而導(dǎo)致電網(wǎng)停電的事故時(shí)有發(fā)生。本文針對(duì)該問(wèn)題并結(jié)合多年工作實(shí)踐，對(duì)變電站所用電的若干問(wèn)題進(jìn)行探討。

2 所用電的接線方式

大多數(shù)變電站設(shè)計(jì)有兩臺(tái)容量相同的所用工作變壓器，這兩臺(tái)變壓器可采用分列運(yùn)行相互備用或一臺(tái)工作一臺(tái)備用的運(yùn)行方式。兩臺(tái)工作變壓器分列運(yùn)行，可限制故障范圍，提高供電可靠性，也有利于限制低壓側(cè)短路電流以選擇輕型電器，特別是可以避免兩臺(tái)并列運(yùn)行時(shí)，一段母線短路或者饋線出口發(fā)生故障而導(dǎo)致越級(jí)跳閘，從而引起兩臺(tái)所用變同時(shí)失電的全停事故。根據(jù)調(diào)查所用變一臺(tái)工作一臺(tái)備用的運(yùn)行方式，全停事故率明顯高于兩臺(tái)工作變壓器分列運(yùn)行的運(yùn)行方式。因此，變電站所用電的接線宜采用按工作變壓器劃分的單母線接線，即每臺(tái)工作變壓器各接一段母線。當(dāng)有兩臺(tái)工作變壓器時(shí)，可采用單母線分段接線；當(dāng)有多臺(tái)工作變壓器時(shí)，可接成單母線多段接線。在相鄰工作母線間，可設(shè)置分段或聯(lián)絡(luò)斷路器。正常情況下，所用電Ⅰ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行（即所用電分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)），接線圖如圖1所示。

圖1 Ⅰ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行接線圖

現(xiàn)在很多變電站已實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，當(dāng)一臺(tái)所用變發(fā)生故障時(shí)，手動(dòng)閉合分段斷路器動(dòng)作較慢，中斷供電時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)正常生產(chǎn)有一定的影響，因此往往希望所用電系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換。對(duì)于所用變分列運(yùn)行這種接線方式，兩段母線間不宜裝設(shè)自動(dòng)切換裝置，這主要是為了防止當(dāng)工作母線發(fā)生故障時(shí)裝置自動(dòng)投入，或裝置自動(dòng)投入時(shí)間配合不好而引起事故范圍擴(kuò)大。

當(dāng)變電站配有備用變時(shí)，當(dāng)任一臺(tái)工作變壓器退出時(shí)，專用備用變壓器應(yīng)能自動(dòng)切換至失電的工作母線段繼續(xù)供電。這里“專用備用變壓器”并不是指兩臺(tái)所用工作變壓器處于備用的那一臺(tái)，而是指變電站需要裝設(shè)的一臺(tái)從所外可靠電源引接來(lái)的專用備用變壓器。所以在兩臺(tái)所用變的低壓進(jìn)線側(cè)裝設(shè)自動(dòng)投入裝置的做法是很不妥當(dāng)?shù)?。因?yàn)樗米円慌_(tái)工作一臺(tái)備用的接線方式不僅全停事故率高，而且裝設(shè)自投裝置所存在的隱患也同樣會(huì)發(fā)生。我們?cè)谠O(shè)計(jì)所用電時(shí)，要對(duì)一些重要負(fù)荷采用分別接在兩段母線上的雙回路的供電方式，這樣，當(dāng)一臺(tái)所用變發(fā)生故障時(shí)，仍能保證對(duì)主變冷卻裝置、充電機(jī)、消防水泵、斷路器操作負(fù)荷等重要回路的供電，完全沒(méi)有必要裝設(shè)自動(dòng)投入裝置。若必須裝設(shè)，應(yīng)采用兩臺(tái)所用變分列運(yùn)行方式，可以向母線分段斷路器裝設(shè)自投裝置。

圖2 重要負(fù)載雙電源供電接線圖

圖3 非重要負(fù)載單電源供電接線圖

3 所用電負(fù)載的接線方式

（1）重要負(fù)載應(yīng)采用雙電源供電，如主變冷卻器電源、加熱器電源、開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能電源、直流充電器電源、自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備逆變電源、通訊電源等等。

采用雙回路供電的回路，Ⅰ、Ⅱ段電源之間除備有自投裝置外，都裝有分段開(kāi)關(guān)或分段閘刀，以防止低壓電源Ⅰ、Ⅱ段因相位差非同期并列而引起所用變之間造成環(huán)流。環(huán)流會(huì)造成所用變?nèi)萘坎荒艹浞掷?，?dāng)所用電負(fù)載大時(shí)，會(huì)造成所用變過(guò)載、發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龎乃米?，因此在所用電運(yùn)行情況下，千萬(wàn)不能并列運(yùn)行。一般運(yùn)行方式是為了保證所用電操作方便，雙電源回路只允許投入Ⅰ段或Ⅱ段電源開(kāi)關(guān)，雙回路中的分段開(kāi)關(guān)或分段閘刀只需在所用電室進(jìn)行操作即可，不必到現(xiàn)場(chǎng)。接線圖如圖2所示。

（2）不重要負(fù)載采用單電源供電，也稱輻射型供電。接線圖如圖3所示。

4 所用電的保護(hù)

（1）所用電的一次保護(hù)分為高壓側(cè)保護(hù)和低壓側(cè)保護(hù)兩部分。大家往往認(rèn)為所用電的容量較小，保護(hù)很簡(jiǎn)單，沒(méi)有引起足夠的重視。傳統(tǒng)的所用電的高壓側(cè)一次保護(hù)通常使用熔斷器，低壓側(cè)采用斷路器進(jìn)行保護(hù)。目前許多設(shè)計(jì)部門(mén)系統(tǒng)圖中對(duì)于所用變柜的圖紙都比較簡(jiǎn)單，幾乎一模一樣（高壓側(cè)和低壓側(cè)一次保護(hù)接線示意圖分別如圖4（a）、4（b）所示），甚至不會(huì)在明細(xì)里給出熔斷器和斷路器的參量，給成套廠和用戶帶來(lái)了許多困惑。

圖4 所用電一次保護(hù)接線示意圖

高壓側(cè)選用熔斷器進(jìn)行保護(hù)有其優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。傳統(tǒng)的保護(hù)只是單只熔斷器各自保護(hù)一相，往往造成所用變斷相運(yùn)行，這樣給系統(tǒng)造成很大的危害。同樣低壓側(cè)由于單相負(fù)荷經(jīng)常變化，三相不均勻也會(huì)使高壓側(cè)處于單相運(yùn)行狀態(tài)。如果有一相熔斷器因各種原因熔斷，是不會(huì)切斷另外兩相的。

熔斷器熔絲容量的選擇因?yàn)闋可娴皆S多因素，實(shí)際選擇應(yīng)用時(shí)也比較困難。按常規(guī)，100kVA 以下的變壓器，高壓側(cè)熔絲可按其1.5～3 倍額定電流值選擇。但由于小容量熔絲的機(jī)械強(qiáng)度差，往往難以承受合閘時(shí)的涌流沖擊而熔斷，所以建議此容量以下的所用電全部選用10A 的熔絲作為變壓器內(nèi)部或高壓側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)的保護(hù)措施。所用電過(guò)負(fù)荷保護(hù)由低壓側(cè)空氣斷路器上的過(guò)載元件或熔斷器來(lái)執(zhí)行。在運(yùn)行過(guò)程中，常因熔斷器或斷路器選擇不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)變壓器因故障已燒毀，但熔斷器熔絲還沒(méi)有熔斷或斷路器沒(méi)有斷開(kāi)或熔斷器熔絲頻繁熔斷而造成損失。因此，如果采用這種保護(hù)方式，熔斷器和斷路器容量的選擇必須相互配合并認(rèn)真進(jìn)行計(jì)算。因此，不能籠統(tǒng)簡(jiǎn)單地選擇。熔斷器最好選用知名廠家的產(chǎn)品，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的情況進(jìn)行具體地分析和改正。

低壓側(cè)斷路器的選擇同樣非常重要。斷路器最好選擇四極斷路器，額定電流要與低壓側(cè)的負(fù)荷相匹配，不可過(guò)大或過(guò)小。其短路容量有時(shí)候也很大，不能按通常的斷路器來(lái)選擇，最好選擇智能型的塑殼斷路器，其保護(hù)功能可包括長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)、接地故障保護(hù)等，并可將過(guò)載、短路、斷路器狀態(tài)等信息上傳。下一級(jí)的斷路器也最好不要選用微型斷路器，最好還是選用塑殼斷路器。同時(shí)，負(fù)載的分配要三相均勻，不能讓零線上通過(guò)的電流太大。

（2）所用變的二次保護(hù)分為兩個(gè)方面。一是目前采用的微機(jī)綜合保護(hù)裝置，保護(hù)功能主要有過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、高壓側(cè)零序保護(hù)、低壓側(cè)零序保護(hù)和開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)重合保護(hù)等等，其具體要求請(qǐng)參見(jiàn)相關(guān)廠家說(shuō)明。二是變壓器廠家本身自帶的保護(hù)裝置，其主要是通過(guò)測(cè)溫裝置控制變壓器自帶的或柜體的風(fēng)機(jī)來(lái)進(jìn)行強(qiáng)制散熱，并可將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，變電站安全運(yùn)行要求越來(lái)越高，變電站所用電的安全穩(wěn)定性顯得尤為重要。這就需要我們合理選用設(shè)備，積極運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，并嚴(yán)格按照規(guī)程要求操作，才能夠保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］張 軍，張 澤.變電站所用電系統(tǒng)供電方案分析及改進(jìn)［J］.江蘇電機(jī)工程，2011，（3）.

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