配网配电（开关）站自供电源接线优化方式

技术与应用 配网配电(开关 )站自供 优化方式 电源接线 陈建军 (广东电网公司佛山供电局，广东佛山 528200) 摘要 本文首先介绍了配网配电(开关)站的典型自供电源接线方式，在配电(开关)站典 型一次主接线基础上，从满足配电(开关)站站运行维护和系统负荷用电需要出发提出”优化方式；同时介绍了大中型配电(开关)站的“重要负荷采用直流供电、其他负荷采用交流供 电”的自供电源接线优化方式。 关键词：配网；配电(开关)站；自供电源接线；优化方式 28200) in a of PS”C C 电(开关)站自供电电源的作用主要是包括 在正常运行时，供给保护、信号，自动、远动、通 信和断路器跳闸、合闸以及其他机电设备的操作电 源；而在发生事故时，供给保护、断路器跳闸以及其 他设备的事故操作电源。因此，配电(开关)站自 供电源实质上就是全站动力来源。 配电(开关)站则属于配电网的重要组成部分 之一，起着电能从主电力网向用户分配、运行方式 改变以及切除电网故障等重要作用。因此，在配电 (开关)站规划设计阶段，选用性价比高、高可靠 性、维护量小的白供电源接线优化方式，对于保证 配电(开关)站连续可靠运行，是十分必要的。 1典型自供电源方式 配电(开关)站白供电电源按电压等级分，有 380V，220V，110V，48照电源 l 80 质分，有直流和交流两种。按照取得电源方式主 要有以下几种方式：来进行 电压信号变换的电力设备。关)站提供供电源。最为常见的方式 是由带220箱)向系统提供电源。系统正常运行时，由整流 电路或高频开关电源提供直流操作电源；交流失电 时，由蓄电池经稳压回路提供直流电源。在配电(开 关)站中使用直流电源供电，完全可以避免时可能出现的断电问题。 系统发生故障时，过将蓄电池的直流电逆变成交流电不问断地向操 作回路和保护设备供电。 配电(开关)站自供电源主要供电对象是断路 器操作电源，本文涉及的操作机构指弹簧操作机构。 下面我们根据配电(开关)站典型主接线方式阐述 如何优化选择自供电源接线方式。 2 主接线方式为单回进线多回出线的小型 小型配电(开关)站 在这种配电(开关)站中，由于开关柜的数量 较少，线路结构简单，多为单回路进线，通常没有 站用电或外电源，这给电源供电方式一般选取电方式。本文以三台10讨论。典型的主接线方式如图1(单回进线二条 出线)所示。 $ 图1 典型主接线方式1 21 简单采用前这种白供电源接线方式以其接线简单、投 资低廉(就配置一台增加了220)、运行维护简便的优点，而大量在单回路电源进 线的小型配电(开关)站中使用。但是这种方式也 有其结构上的缺陷，就是：站用电源是由进线同时 提供的(经过一旦外部线路故 障或者因为运行维修的需要而导致单回路进线失 电，则站用电源同步失去，可靠性很低；另外，如 果操作回路有整流器件，将在到计量回路中，对计量精度产生严重影响。因此， 该接线方式一般在放射性供电、用户供电重要性以 及对可靠性要求不高的场合。 22 采用关)站电源 要求。高压电源正常时，由荷供电，系统失电或故障时则转由作电源不受与高压母线电 压的影响，可避免保护拒动现象。只要订货时将断路器和保护设备 的操作电源订为交流220V，其他可视同于直流操作 电源。 技术与应用 在实际工程应用中，就是：当系统出现操作过电压及谐波等因素是， 会让而导致微机保护失效等严重 事故。因此，以上射性供电、配电(开关)站全站失压后对电网影 响不大的场合。 3 环网供电方式下的大中型配电(开关)站 如果在用户供电重要性以及对可靠性要求高的 场合呢?我们注意到，这些用户的供电方式一般为 环网供电方式了。环网供电方式的最大的亮点是“一 主一备”。这种供电方式为解决上述构缺陷提供了客观条件。 原因在于：当主线路故障跳闸时，故障切除后 由备用线路环网供电，站用电源在短暂失电后恢复 供电。这样从根本上克服了这个缺陷(但是需要增 加多一台带220目前很多住在 小区、中大型工矿企业或者商场等系统设计均采用 这种方式。但在具体自供电源设计中有四种不同方 式。 31 小车形式组成联络柜(图2) 在此系统中，互为备 用。出线柜。开始时，先是进线柜手动储能并合闸， 此时系统一次带电。接着站用电源，主要表现为出线柜电动储能并合闸。 分闸时，因弹簧已完成储能，一发信号即完成电动 分闸。 巾l f 虫 墼$ 虫 I l 图2典型主接线方式2 32 定安装于进线电缆入口 端，即3) 在此系统中，3#、6拌为进线柜同时也为系统提 供电源，1#、2拌、7、8柜为出线柜。开始时，进 线开关虽未合闸，但电缆头侧带电。出，能为系统提供电源。此时表现为进线、出线 断路器均可进行电动操作。 2014年第4期嘲囊曩毫藏琳I 81 技术与应用 1 2 3 5 6 7 8 本也不高。 图3典型主接线方式3 33 4) 在此系统中，原理与图3基本一致。惟一不同 是此方式中为在检测便的抽出。 4典型主接线方式4 以上三种方式中，图3方式成本最低，但安全 性、可操作性皆不高。检测业或是上一级开关跳闸，优点在于电源可持续提 供。图2设计上考虑了但不足在于进线开关分闸后或第一次投入均需手动 储能及合闸。不能实现真正意义上的自动化操作。 若开关为负荷开关，则可能因分闸进入一半时失掉 操作电源而在死点无法手动操作。相比之下图4优 点更为凸出。其既考虑了操作电源提供的可持续性 又考虑了检测下外)， 此时检测、更换元器件更加安全，可靠。 34进一步的优化 图4还有进一步的优化空间。这是因为目前大 容量其二次侧电流额定电流也在不 断上升。下手车。解决方案是将下隔离刀即可(图5)。 隔离刀合闸，离刀 分闸，因为有明显的可见断口，操作人员可安全的 进行更换、拆卸元器件。此时隔离刀与熔断器共同 使用，相当于组合电器保护于隔离刀只需开 断额定电流(短路故障电流由熔断器负责 开断，所以此隔离刀的参数要求可以很低，制造成 82臻_藤最2014年第4期 5典型主接线方式5 35关于“C”供电方式 资小，运维简易。但 是由于其接线方式的特点，决定了在交流系统负荷中应用。随着直流供电方式的微 机保护大量应用，以及配网自动化的推广使用，这 种供电方式已经不能满足二次系统负荷的要求。而 且，严 重制约其在重要客户中的应用。为此， 有必要引入 直流系统供电方式，以满足系统负荷的要求。 从系统用电负荷划分出发，配电(开关)站直 流负荷主要包括断路器操作、信号、控制、报警等， 配网自动化的继电保护和自动装置、通信设备等； 交流负荷主要包括开关柜加热器、指示灯、站内报 警、站内通风和照明(含事故)等。 因此，根据系统负荷的性质，我们可以采用“重 要负荷采用直流供电、其他负荷采用交流供电”的 自供电源接线优化方式。即是：在交流负荷方面， 系统仍然采用直流负 荷方面，采用配电(开关)站直流电源通常都是由高频开关 电源和微机监控装置组成，可以对蓄电池、直流电 压、电流、绝缘进行监控，甚至具有“四遥”功能。 直流电源箱和壁挂直流电源的容量一般在10 36全可以满足16台以内断路器的操作 要求。 这设备布置和选型方面，配电(开关)站由于 结构紧凑，放置大型的直流电源屏较为困难。目前， 市场上有一种小型直流电源设备，即直流电源箱和 壁挂直流电源。这种小型直流电源体积较小，可挂 在墙上或在墙角安装，或者分布在开关柜内安装， 完全适合装在小型变电所的高压配电房内。 直流电源箱和壁挂直流电源的设备总购置费用 价格一般为同类直流电源屏的1312，约4万元 以内，性价比较高。以图1的方式考虑，一只10下转第91页) 台、图形网关机两台，共组5面屏柜。站控层设备 还包括按照双平面建设的两面调度数据网设备屏、1 面火灾报警系统控制屏及1面智能辅助系统设备 屏，加上两面时间同步系统柜及为两面为服务器供 电的控层预制舱的屏柜数量可达 到13面屏左右，故可考虑为站控层设备设1只40 尺预制舱。 42 22020联保护、 母线保护、主变保护、间隔测控装置、故障录波及 网络报文记录分析装置，电能计量表等设备，按照 本文案例的变电站规模，220左右，220舱，其中各间隔公用的设备，如母线保护、故障 录波及网络报文记录分析装置可布置在该预制舱 内，其他各间隔的保护及电能表屏等可平均分配在 2只预制舱内。 43 10控一体化 装置，每个间隔的保护测控一体化装置组1面屏， 按照本文案例，110可配置1只40尺预制舱，用于容纳该电压等级所有 间隔层屏柜，也可配置两只30尺预制舱，将各间隔 屏柜平均分配于两只预制舱内，公用设备布置在其 中任一预制舱内。 一个典型的220 个预制舱，为了兼顾变电站总平面布置的规整、美 观及层次性，预制舱应采用按照电压等级或专业类 别分开布置的方式，同时，为了简化预制舱布置时 的统筹考虑的难度，一个变电站内的预制舱，其尺 寸种类应尽量少，有条件时，宜将同一尺寸、同一 技术与应用 专业功能的预制舱集中布置。 随着新一代智能变电站规范的提出，智能变电 站二次设备的功能将更加集成，因此二次设备的数 量将来还能进一步减少，舱体的数量也会相应减少。 5 结论 配送式变电站由于其特殊的建筑结构与电气接 口标准，实现了工厂化加工与装配式建设，缩短施 工周期，降低了全寿命周期成本，是一个非常具有 前景的方案。在其试运行阶段，应尽快完成配送式 变电站的标准制定工作，以推动其有序发展，如： 1)预制舱配置标准与屏柜布置规程。传统的屏 柜布置方式难以适用于预制式二次组合设备舱方 案，而目前并无新的规程规范指导配送式变电站的 建设，因此预制舱布置方案对与屏柜布置相关的二 次设备规程的编制提出了要求。 2)电气接口标准。配送式变电站对二次屏柜提 出了新的标准化设计要求，航空插头和光电连接器 的使用要求二次屏柜从传统的端子排标准化设计转 变为光电连接器接口板的标准化设计。由于使用预 制接口连接，光缆和电缆的长度需要去现场测量具 体长度后定制。 3)随着智能变电站的推广，一次设备的智能化 将有很大提高，过程层网络也会越来越安全可靠， 因此二次设备和一次设备之间可实现网络化连接即 一二次设备之间只需简单的网络光缆接口，可大大 减少光缆的使用。 作者简介 周 文(1989)，男，工学学士，助理工程师，主要从事数字化变 电站的互感器、合并单元(数字化电能表测试及调试工作。 (上接第82贞) 的壁挂式直流电源就足可以够用了。在很多的项目 中已开始采用此种操作电源供电方式，都取得了很 好的效益。 4 结论 一方面随着社会经济不断发展，用户对电力供 应的质量和可靠性要求也越来越高。作为完成最后 “一公里”和“一百米”供电任务的配电(开