變電站站用電交流系統的現狀分析及改進建議

謝楊

摘 要：目前，在變電站380 V站用電源中，廣泛應用的是單母線分段接線方式，通過自動轉換開關進行備投。站用變低針對不平衡電流和接地故障配置了零序保護，但很多時候因忽略了N線的連接方式，導致380 V兩段母線并列運行時零序電流分流的情況。通過分析現有不同連接方式對零序保護的影響，進而提出一些優化的建議。

關鍵詞：變電站；站用電；交流系統；ATS

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0060-02

變電站站用交流電源系統是保證變電站安全、可靠地輸送電能的一個必不可少的環節。站用交流電源系統為主變壓器提供冷卻電源、消防水噴淋電源，為斷路器提供儲能電源，為隔離開關提供操作電源，為硅整流裝置提供變換用電源。另外，站用電還可提供變電站內的照明、生活用電和檢修等電源。如果站用交流電源消失，那么，變電站設備的正常運行將會受到影響，甚至引起系統停電或設備損壞事故。

對于兩段380 V交流母線的備自投，目前應用最多的是自動轉換開關（Automatic Transfer Switching，簡稱“ATS”）。 ATS是由一個或幾個轉換開關電器和其他必需的電器組成，被用于監測電源電路。它是并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。ATS的操作程序由2個自動轉換過程組成。如果常用電源被監測到出現偏差時，則自動將負載從常用電源轉換至備用電源；常用電源恢復正常后，則自動將負載返回轉換到常用電源。

1 變低零序回路及N線連接方式分析

1.1 現狀分析

目前變電站站用變變低交流系統最常用的是單母線分段接線方式。全站的主變冷卻器電源、有載調壓電源、充電機電源、交流屏電源、消防泵電源等重要負荷均設雙電源，分別從兩段母線供電。照明、風機、空調、檢修電源等一般負荷是一個電源，負荷均勻分配在兩段母線上。

正常狀態下2臺站用變各帶一段母線，當任何一臺站用變發生故障或進行檢修時，本段負荷通過備自投裝置ATS 自動投切至另一臺站用變。

1.1.1 #1、#2交流系統N線硬連接

如圖1所示，ATS裝置只接入了A，B，C三相，#1、#2交流系統的N線一直連在一起。

下面我們來分析此接線方式的零序回路情況。

正常分列運行時，#1、#2交流系統的零序電流各自通過地網從變低中性點流入各自的零序CT。零序保護可以正常工作。

當并列運行時，現假設#1交流系統在J點接地，零序電流回路如圖2箭頭所示。

圖1 #1、#2交流系統N線的硬連接 圖2 并列運行時，#1、#2交流系統N線的連接

由此可見，零序電流將分別從2臺站用變的中性點流入，

摘 要：目前，在變電站380 V站用電源中，廣泛應用的是單母線分段接線方式，通過自動轉換開關進行備投。站用變低針對不平衡電流和接地故障配置了零序保護，但很多時候因忽略了N線的連接方式，導致380 V兩段母線并列運行時零序電流分流的情況。通過分析現有不同連接方式對零序保護的影響，進而提出一些優化的建議。

關鍵詞：變電站；站用電；交流系統；ATS

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0060-02

變電站站用交流電源系統是保證變電站安全、可靠地輸送電能的一個必不可少的環節。站用交流電源系統為主變壓器提供冷卻電源、消防水噴淋電源，為斷路器提供儲能電源，為隔離開關提供操作電源，為硅整流裝置提供變換用電源。另外，站用電還可提供變電站內的照明、生活用電和檢修等電源。如果站用交流電源消失，那么，變電站設備的正常運行將會受到影響，甚至引起系統停電或設備損壞事故。

對于兩段380 V交流母線的備自投，目前應用最多的是自動轉換開關（Automatic Transfer Switching，簡稱“ATS”）。 ATS是由一個或幾個轉換開關電器和其他必需的電器組成，被用于監測電源電路。它是并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。ATS的操作程序由2個自動轉換過程組成。如果常用電源被監測到出現偏差時，則自動將負載從常用電源轉換至備用電源；常用電源恢復正常后，則自動將負載返回轉換到常用電源。

1 變低零序回路及N線連接方式分析

1.1 現狀分析

目前變電站站用變變低交流系統最常用的是單母線分段接線方式。全站的主變冷卻器電源、有載調壓電源、充電機電源、交流屏電源、消防泵電源等重要負荷均設雙電源，分別從兩段母線供電。照明、風機、空調、檢修電源等一般負荷是一個電源，負荷均勻分配在兩段母線上。

正常狀態下2臺站用變各帶一段母線，當任何一臺站用變發生故障或進行檢修時，本段負荷通過備自投裝置ATS 自動投切至另一臺站用變。

1.1.1 #1、#2交流系統N線硬連接

如圖1所示，ATS裝置只接入了A，B，C三相，#1、#2交流系統的N線一直連在一起。

下面我們來分析此接線方式的零序回路情況。

正常分列運行時，#1、#2交流系統的零序電流各自通過地網從變低中性點流入各自的零序CT。零序保護可以正常工作。

當并列運行時，現假設#1交流系統在J點接地，零序電流回路如圖2箭頭所示。

圖1 #1、#2交流系統N線的硬連接 圖2 并列運行時，#1、#2交流系統N線的連接

由此可見，零序電流將分別從2臺站用變的中性點流入，

摘 要：目前，在變電站380 V站用電源中，廣泛應用的是單母線分段接線方式，通過自動轉換開關進行備投。站用變低針對不平衡電流和接地故障配置了零序保護，但很多時候因忽略了N線的連接方式，導致380 V兩段母線并列運行時零序電流分流的情況。通過分析現有不同連接方式對零序保護的影響，進而提出一些優化的建議。

關鍵詞：變電站；站用電；交流系統；ATS

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0060-02

變電站站用交流電源系統是保證變電站安全、可靠地輸送電能的一個必不可少的環節。站用交流電源系統為主變壓器提供冷卻電源、消防水噴淋電源，為斷路器提供儲能電源，為隔離開關提供操作電源，為硅整流裝置提供變換用電源。另外，站用電還可提供變電站內的照明、生活用電和檢修等電源。如果站用交流電源消失，那么，變電站設備的正常運行將會受到影響，甚至引起系統停電或設備損壞事故。

對于兩段380 V交流母線的備自投，目前應用最多的是自動轉換開關（Automatic Transfer Switching，簡稱“ATS”）。 ATS是由一個或幾個轉換開關電器和其他必需的電器組成，被用于監測電源電路。它是并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。ATS的操作程序由2個自動轉換過程組成。如果常用電源被監測到出現偏差時，則自動將負載從常用電源轉換至備用電源；常用電源恢復正常后，則自動將負載返回轉換到常用電源。

1 變低零序回路及N線連接方式分析

1.1 現狀分析

目前變電站站用變變低交流系統最常用的是單母線分段接線方式。全站的主變冷卻器電源、有載調壓電源、充電機電源、交流屏電源、消防泵電源等重要負荷均設雙電源，分別從兩段母線供電。照明、風機、空調、檢修電源等一般負荷是一個電源，負荷均勻分配在兩段母線上。

正常狀態下2臺站用變各帶一段母線，當任何一臺站用變發生故障或進行檢修時，本段負荷通過備自投裝置ATS 自動投切至另一臺站用變。

1.1.1 #1、#2交流系統N線硬連接

如圖1所示，ATS裝置只接入了A，B，C三相，#1、#2交流系統的N線一直連在一起。

下面我們來分析此接線方式的零序回路情況。

正常分列運行時，#1、#2交流系統的零序電流各自通過地網從變低中性點流入各自的零序CT。零序保護可以正常工作。

當并列運行時，現假設#1交流系統在J點接地，零序電流回路如圖2箭頭所示。

圖1 #1、#2交流系統N線的硬連接 圖2 并列運行時，#1、#2交流系統N線的連接

由此可見，零序電流將分別從2臺站用變的中性點流入，