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标准站CNG汽车加气站高、低压供配电系统结构、常见故障诊断及排除宝鸡中燃城市燃气发展有限公司胡代明摘要：主要介绍高、低压供配电系统结构、调压、倒闸顺序以及常见故障的维护；工作接地及保护接零。关键词：供配电；调压；倒闸顺序；工作接地；设备保护；故障排除；维护一、标准站CNG汽车加气站主要电气设备标准CNG汽车加气站工艺系统包含的电气设备有：压缩机用1台3相160kW鼠笼式异步电动机，1台3相5.5KW冷却风扇电动机，1台3相0.75kW预润滑泵电机；干燥系统用循环风机1台3相5.5kW，冷却风机1台3相0.75 kW，主加热1台3相18kW，电加热防冻带1台单相200kW；售气机、路灯、办公照明以及备用电，负荷约为20kW左右。二、高低压供配电系统经过统计，一个标准CNG汽车加气站用电设备的计算负荷大约在220250kW之间。根据选取变压器理论公式：SN。T=Pc/COS式中：SN。T变压器的总容量（kVA）；Pc加气站有功计算负荷（kW）；变压器最佳负荷率，按照0.7选取；COS补偿后的平均功率因素，按0.850.90选取。经过计算，选取400kVA变压器一台，CNG汽车用加气站按照用电负荷，分级特点按照三级考虑。按照行业规范要求，CNG汽车加气站供电系统采用TN-S系统。并在设备厂房屋顶设置防雷击装置。由于供配电系统包含有变压器、电机等非线性负载，为了供、配电电网的优化运行，节约系统能源，供电系统低压侧设置集中无功补偿装置。CNG汽车加气站属于380V/220V混用供电系统。电能计量装置采用低压侧母线低压计量系统。由于CNG汽车加气站用电系统属于三级负荷，其供配电高压侧采用单回路由市电35/10kV高压变电所引入，其引入形式为架空或者为地埋电缆。0.4kV低压配电线路采用低压树干式馈电线路，分为低压计量柜、压缩机配电柜、干燥器配电柜、无功补偿配电柜、办公路灯备用配电柜。其高低压供配电系统图如图1所示。图1高低压供配电系统三、CNG汽车加气站低压母线以后电气设备检修1.压缩机控制柜面板三相电压显示仪表数值为零经过检查发现电度表不工作，但是压缩机运行。用测电笔排查故障后发现电压互感器此级熔断器开路。该加气站采用的电表为机械式电表，见图2所示。图2两表法在三相线路中的接线（1）提示出现此故障时，首先应该想到互感器在供配电系统关于机械式电度表的接线原理图。综合分析发现，根据图2两表法在三相电路中的接线知：电流互感器一次绕组L1-L2串入被测线路，二次绕组K1-K2与测量仪表相连，电流互感器的二次绕组一端和铁芯应可靠接地，二次绕组不允许开路，因此二次绕组不允许装设熔断器。电压互感器一次绕组A-X与被测量电路并联，二次绕组a-x与测量仪表连接，避免二次绕组短路，否则电压互感器将过热而烧毁。要求电压互感器的一、二次回路均应该装设熔断器。本故障由于L2相电压互感器二次开路，经过进一步的电路检查发现有灼热痕迹，有短路故障，后经过检查发现线路一条导线绝缘损坏，导致相、零间漏电，更换损坏导线及熔断器后，电表运转，控制面板上显示电压恢复。（2）本例故障检修涉及到电气系统设备检修的倒闸顺序停电：见图1所示，先关停主电机等全部用电设备，断1QF，再断1QS使压缩机供配电回路有一个明显的断开点。然后实施对出现故障的电压互感器次级熔断器进行更换，同时更换因绝缘损坏的导线。送电：故障排除后，见图1所示，先合1QS，再合1QF，再启动用电设备主电机等设备。因为作为隔离开关没有灭弧装置，不能带负荷拉闸。2.CNG汽车加气站高低压供配电系统供电电压水平及调压办法（1）故障现象CNG汽车加气站主电机工作电流超标。（2）故障诊断及分析主电机功率为160kW，电机铭牌标示其额定电流为317A。首先对主电机负载压缩机机械部分进行检查，未发现异常，排除机械故障，又查电机出厂调试报告单，检查结果证明标示无误，查电机内部电路及绕组工作状况，连接触点等电气部件均未发现异常。而且压缩机一直都在额定排量以下，说明电机一直在额定负载以下工作。另外发现厂站其他照明灯具工作正常。电动机过电流是非常危险的，会因为过载保护装置切断电路供电不及时而烧毁电机的危险。影响电机正常使用寿命。经过初步分析认为电机供电电压偏低，用万用表测量电机接头输入电压为370V。参考用电设备允许偏移百分值见表1所示。表1参考用电设备允许偏移百分值用电设备种类允许电压偏移百分值工作电压范围电动机-8+5349.6399V照明-6+5206231V事故、照明、路灯-10198220（3）提示电机的额定电流是在电机额定电压下，对于承载额定负载而言，电压偏低波动是造成电机电流超标的主要原因（于电机负载部分没有故障，其他影响因素已经检查过后）。变压器空载损耗只与外加电压U和频率F有关，是一个常数，称为变压器铁损，另一部分为短路损耗，即在负载运行情况下的铜损。整个供配电系统线路存在有电阻和阻抗，线路存在非线性负载。变压器和电机是产生供电线路损耗的主要电气设备。为了能够让电机工作在额定条件下，势必首先应该满足其输入电压为380伏，由于线路损耗电压的存在，可以通过调整供电线路的供电水平，达到最优供电的目的。（4）供配电系统调压经过查阅资料，该变压器高压绕组分接头有0%、22.5%等5个级别的调压方式。当变压器一次绕组接通的电压与分接头电压相等时，变压器在空载条件下，二次绕组电压经过变压器调压后为副端额定电压1.05倍。例如10/0.4kV环氧树脂浇注式变压器。用10kV电压接在+5%分接头上，空载时二次绕组电压偏移为零，如将10kV接在-5%分接头上，空载时二次绕组电压偏移为10%。经过对变压器高压分接头进行检查，发现其分接头在0.95kV位置上，供电公司送电时，用户未将调压要求交与送电人员。按照CNG加气站的用电实际应该满足主电机输入端380V用电要求，因此变压器的高压分接头应该放在2.5%位置。（5）供电系统调压及高压隔离开关检修倒闸顺序停电：如图1所示，首先关停全部用电设备，分断1QF、1QS，再分断QS高压隔离开关，因QS高压隔离开关带有接地线，分断隔离开关后，紧接着应在开关实验位置将接地线合上。然后实施对高压侧即变压器绕组原边分接头实施调换，实现供电线路调压工作，参照变压器接线图纸，对接线端子进行调压。送电：电压调整完成之后的工作就是送电了，如图1所示，首先在高压隔离开关柜的实验位置分断高压隔离开关接地线，在操作位置合上高压隔离开关QS，然后合上低压侧母线隔离开关，最后合上低压断路器。整个电气线路调压以及停、送电工作需要有人监护每一个步骤。四、CNG汽车加气站电气设备工作接地与设备保护CNG加气站属于380/220V混接系统，标准CNG汽车加气站高低压供配电电气设备按照国际电工委员会（IEO）统一命名法则，系统采用TN-S系统供电。TN-S系统变压器中性点直接接地称为工作接地，其接线图如图3所示，该系统的最大特点是把工作N线和专用保护线PE严格分开的供电系统。除此以外，还具有以下特点：系统正常运行时，专用保护线没有电流，只有工作零线上有不平衡电流，PE线对地没有电压，所以电器设备金属外壳接零保护线在专用PE线上，安全可靠；专用保护线PE不允许断线，也不允许进入漏电开关；工作零线只是作单相照明负载回路；干线上使用漏电保护器时，工作零线不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线也可以装漏电保护器。图3TN-S系统图CNG汽车加气站供配电系统三相负载失衡及零地混接的处理如下：1.故障现象一次日常电气设备检修，用万用表测量电机设备外壳对地呈现40V以上不安全电压。2.故障诊断在绝对平衡的三相系统中，三个电压UA、UB、UC相量是对称的，变压器工作接地线不呈现零序电流，当负载出现严重不对称的情况时，工作接地回路形成一定数值的电流，由于接地电阻的存在，就会形成对地电压U地，因为TN-S系统保护接地线和供电系统有直接的联系。当出现工作零线和保护线碰壳时，设备外壳对地呈现危险电压，同时造成三相电压失衡。这种情况下，叠加在电机输入端，电机内部回形成三相不平衡电流，如果再出现接地故障时就会非常危险。由于三相负载失衡形成导致的缺陷会造成单相用电设备瞬间电压超标烧毁照明设施。3.故障排除检查供配电系统电路发现，施工时，CNG汽车加气站非三相负