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摘要：随着我国经济的快速发展，电力系统的重要性日益凸显，尤其是110kV及以下变电站站用交流系统的稳定运行对保障电力供应的可靠性具有重要意义。然而，现有的站用交流系统在供电可靠性、人力和生产成本等方面存在一定问题。为了提高站用交流系统的可靠性，本文提出一种基于可靠性理论的临时过渡电源设计。

关键词：可靠性理论；变电站；交流系统改造

一、引言

在变电站的运行中可靠地电源保证正常电的关键。然而，对于110kV及以下变电站站用交流系统来说存在着市电供方式单一、未加装防护装置、只使用一台发电机等问题，这些问题都会影响到交流系统的可靠性。因此，本文将基于可靠性理论，针对这些问题进行改造设计，以提高变电站站用交流系统的可靠性和安全性。

二、存在的问题

目前，变电站站用交流系统主要依赖市电供电，一旦市电出现停电，若没有备用电源供应，将导致站用交流系统无法正常工作，从而对变电站的生产和运营产生严重影响。此外，如果站用交流系统所使用的发电机出现故障，同样会导致供电中断，给变电站带来不利影响。这种单一的供电方式无法保证站用交流系统的可靠供电，需要采取相应措施来加强备用电源的供应[1]。

在现有110kV及以下变电站站用交流系统中，常规市电供电并未加装防护装置，如防雷、接地等措施。当市电接入供电设备时，容易受到自然灾害（如雷击）、设备故障等因素的影响，导致供电中断。为保障电力系统的正常运行，需要安排专人进行看守。而在站用交流系统改造过程中，由于工作是多天的，需要对发电机多次进行停电加油，这样不仅增加了人力成本，还可能导致生产成本的上升。

站用交流系统作为变电站的重要组成部分，需要满足N-1站用电要求，即使一台发电机出现故障或维修，站用交流系统仍能保持正常运行。然而，目前只使用一台发电机代供站用交流系统，无法满足N-1站用电要求，导致站用交流系统的可靠性存在一定问题。

三、解决的问题

针对上述问题，本项目研制的110kV及以下变电站站用交流系统改造临时过渡电源箱具有便携易用的特点，在变电站站用交流系统改造工作中可以带去现场使用。通过轮停站用变的方式，轮流接入过渡电源箱，并备用发电机作为备用电源，以保证站用交流系统在改造过程中始终保留两台站用对变电站提供交流供电，从而保证了变电站交流系统供电可靠性。该过渡电源箱的设计充分考虑了变电站站用交流系统的特点和需求，通过使用过渡电源箱，可以有效规避因使用发电机代供站用交流系统所带来的安全隐患和可靠性问题。

四、技术方案

一种用于110kV及以下变电站站用交流系统改造临时过渡电源箱，集站用电进线带电流保护空气开关、站用电馈线空气开关、电源箱接地、端子导轨及端子、带一匙通锁的电源箱门、发电机快速进入空气开关。110kV及以下变电站站用交流系统改造工作中，通过轮停站用变的方式，轮流接入过渡电源箱，同时发电机作为备用，这样就能保证在对110kV及以下变电站站用交流系统改造工作中变电站始终保留两台站用电对变电站提供交流供电，极大地保证变电站交流系统供电可靠性。临时过渡电源箱主要包括配电箱外壳（100）、双电源切换开关（202）、电压输入端和电压输出端，所述配电箱外壳（100）一侧通过市电接入端（101）和发电机接入端（102）为双电源切换开关（202）提供电源供应，市电和发电机轮流接入临时过渡电源箱，当市电和发电机同时运作时优先市电供电，若任一供电端故障时则自动切换至另一端保持电源供应。所述配电箱外壳（100）内部设有接地排（204），使用临时过渡电源箱时需先通过接地排（204）接地，使电源箱的电位接近等电位。所述配电箱外壳（100）采用一匙通锁的电源箱门，从而减少人员误开电源箱门造成触电的风险。所述双电源切换开关（201）一侧通过市电和发电机输入电压，另一侧通过铜排（201）接出若干根A、B、C相线，将任意三根A、B、C相线接入三相空开（203），所述三相空开（203）设有五个，可满足变电站交流馈线380V的电压需求；将任意一根A、B、C相线接入单相空开（205）同时通过接零排（200）接入一根零线，所述单相空开（205）设有五个，可满足变电站交流馈线220V的电压需求；接线端子（206）可根据供电负荷接入相应火线或零线，以满足变电站交流馈线220V或380V的电压需求[2]。

临时过渡电源箱主要分为两大组件，配电箱外壳及内部电气组件，具体标注如下：100－配电箱外壳；101－市电接入端；102－发电机接入端；200－接零排；201－铜排；202－双电源切换开关；203-三相空开；204－接地排；205－单相空开；206－接线端子。

五、有益效果

（一）始终保留两台站用电对变电站提供交流供电，极大地保证变电站交流系统供电可靠性

在进行变电站站用交流系统改造时，需要保证供电可靠性。为了避免因施工中断而导致变电站交流系统无法运行，应始终保留两台站用电，对变电站提供交流供电。这样能够极大地保证变电站交流系统的供电可靠性。同时，在施工期间，通过合理地分段施工和切换操作，确保站用电在变电站改造期间不中断，为变电站的正常运行提供保障。

（二）配电箱设有五组三相空开、五组单相空开和十五组接线端子，可满足变电站交流馈线需要

临时过渡电源设计中，配电箱是至关重要的一部分。配电箱需要能够满足变电站交流馈线的需求，为变电站提供可靠的临时供电。因此，配电箱应设有足够数量的三相空开和单相空开，以及充足的接线端子，以满足变电站交流馈线的需要。这样能够确保变电站在改造期间有稳定地临时供电，并且能够在需要时进行切换操作，保证供电的连续性和可靠性。

（三）三相空开用于供应380V电压、单相空开用于供应220V电压、接线端子用于供应220V和380V电压，多容量的空气开关和接线端子可满足变电站交流负荷要求

在临时供电系统中，三相空开用于供应380V电压，单相空开用于供应220V电压，接线端子用于供应220V和380V电压，能够满足变电站交流负荷的需求。选择多容量的空气开关和接线端子能够满足不同容量的设备接入需求，确保供电系统的可靠性和稳定性。此种设计在确保稳定供电的同时，也提高了供电系统的灵活性和扩展性，以满足变电站不同负荷的需求。

（四）接地排接地可靠、保护人身安全

在站用交流系统改造期间，临时过渡电源的设计必须保证接地排接地的可靠性，以保护人身安全。首先，需要对临时过渡电源的接地排进行充分的检测和测试，确保接地排的接地电阻符合规定标准，同时要进行接地电阻表定期检测，确保其可靠性。此外，在临时过渡电源系统中应加装接地故障指示器，以实时监测接地状态，一旦发生接地故障，能够及时报警并采取相应的措施，保障变电站的正常运行和工作人员的安全[3]。

六、总结

综上所述，本文针对110kV及以下变电站站用交流系统存在的问题，提出了一种基于可靠性理论的临时过渡电源设计。通过改进市电供电方式、加装防护装置、优化发电机使用等措施，有效提高了站用交流系统的供电可靠性，降低了人力和生产成本。该设计在实际应用中具有较高的推广价值，为我国电力系统稳定运行提供有力保障。

参考文献：

[1]黄秀娟，潘成程，沙俊民，等.基于多维分析的500 kV变电站站用电交流系统可靠性提升可行性措施研究[J].电工技术，2023（4）：206-210.

[2]郁景礼，郭修杰，张峰.500kV变电站站用交流电源系统运行与改造分析[J].电工技术，2021，000（004）：97-99.

[3]童亦崴，张光弢，王胜利，等.一种应用分布式储能的变电站站用交流电源系统：CN202222411559.6[P].CN218386936U[2023-11-08].

[4]郁景礼，郭修杰，张峰.500 kV变电站站用交流电源系统运行与改造分析[J].电工技术，2021（04）：97-99.

[5]肖星，李新海，范德和等.变电站站用交流电源系统失压风险分析与控制策略研究[J].电工技术，2019（23）：86-89.