大容量高压供电系统的优化方案

大中型通信局（站）的交流供电都由大容量高压供电系统组成，一般引入一路10 kV或35 kV，甚至是110 kV的高压市电。对于负荷较大（容量在800 kV·A以上）、地位重要的进信局（站），必要时接引两路高压市电（一般从不同电源引进两路高压市电）。变电站设置一般为室内（含进楼）安装。高压设备一般为成套设备，这样的高压供电系统一般由成套高压柜（含进线、计量、测量、出线及联络柜）和电力变压器组成。成套高压设备的断路器操作机构有电磁、弹簧、液压、气动、电动机等多种类型，其中应用较为广泛的是电磁操作机构和弹簧操作机构。弹簧操作机构所需功率较小，其操作电源可由装在进线外侧的电压互感器或变电站用变压器提供交流电源。电磁操作机构所需功率较大，其操作电源应采用直流电源柜（含蓄电池柜）提供直流电源。

1.一路市电供电的大容量高压供电系统

（1）对于仅有一路高压市电的大容量高压供电系统，该路市电就是主用电源；如无另引的低压市电，则以油机发电机组作为备用电源。主用高压市电电源故障或检修时，启动备用油机发电机发电给通信局（站）供电，以保证负载供电需求，直到市电恢复供电为止。

（2）对于一路高压市电引入、又有另引一路低压市电的大容量高压供电系统，该路高压市电就是主用电源，另引的低压市电作为高压市电备用电源。油机发电机组作为市电的备用电源。主用高压市电故障或检修时，备用低压市电给通信局（站）的负载供电。当备用低压市电也停电时，则启动备用油机发电机发电给通信局（站），以保证负载供电，直到其中一路市电恢复供电为止。

2.两路市电供电的大容量高压供电系统

两路市电供电系统高压一次接线如图2-7所示。

图2-7　大容量通信局（站）双路进线时交流一次主接线图

图2-7中两路10 kV高压进线分别引自两个变电站或两个供电区域，以保证在大多数情况下两路市电不会同时停电。每路进线都设有避雷器F1及F2，用以吸收雷击过电压，并设有电压互感器TV1及TV2，以便分别测量进线电压。

各路进线分别经油断路器QF1及QF2来操作切换，油断路器的前后级都设置有隔离开关QS1、QS2和QS3，QS4，以保证维护油断路器时工作人员的安全。各路进线都设有两个或三个电流互感器，以便测量各路进线的电流的大小和消耗的电能。

两路进线分别通过各自的油断路器，接至各自的高压母线分段（1号及2号）上。分段母线之间设有联络开关QS5，各分段高压母线接至相应的电力变压器T1、T2及T3、T4。各变压器的高压侧也装设有电流互感器1TA～4TA等，用以测量一次电流。其二次低压（0.4 kV）电能经大容量空气断路器1QA、2QA、5QA和3QA、4QA、6QA及闸刀开关1QK～6QK接至3号及4号低压母线上。分段低压母线之间用空气断路器7QA实现联络，其两侧装设有闸刀开关7QK1、7QK2作为隔离开关使用。

两台油机发电机组G及G2分别由低压断路器5QA，6QA和闸刀开关5QK，6QK接至各自的低压母线（3号和4号）上。

这种大容量通信局（站）双路市电高压进线系统可以有多种运行方式。

1）主备用工作方式

（1）一主一备。

一主一备是指平时通信局（站）的全部负荷都由某一路市电供电，如将QS1、QS3、QS5及QF1闭合，而QF2分断时，全部负荷由第一路进线供电。该路市电称之为主用市电，而另一路进线平时只是处于备用状态。当主用的市电进线停电时，立即断开QF1并合上QF2，此时通信局（站）全部负荷将转由第一路进线供电。(www.xing528.com)

这种运行方式有两大特点：① 两路市电各自先后独立供电，即使它们电压相位不等也不会互相影响；② 在操作切换过程中会出现短时间停电。此外，操作切换时还须注意操作顺序：应先断开QF1再合上QF2，否则QF1及QF2将有很短的时间处于同时合闸的状态，并通过联络开关QS5使两路进线并联起来，会在进线回路间形成较大环流。

（2）互为备用。

互为备用即两路电源互为主、备用方式。当主用电源停电后，备用电源采用自动或手动合闸方式投入运行；当主用电源恢复正常时，系统供电方式不转换，此时主用线路充当备用电源功能。主备用的系统运行方式有两大特点：① 两路市电各自先后独立供电，即使它们电压相位不同也不会互相影响；② 在操作切换过程中会出现短时间的停电现象。

2）两路进线同时使用，各带部分负荷的工作方式

这种方式下，高压母线联络开关QS5及低压母线联络开关7QA处于断开状态，高压油断路器QF1及QF2均合闸引入两路市电同时供电，第一路进线向台站内通信负荷及通信保证负荷供电，第二路进线向台站内生活用电负荷供电。这种供电方式的优点是：两路进线都担负局（站）的一定比例负荷，平时都在使用，互为热备用，因故需要切换供电回路时转移的负荷较小，系统负荷变化比较平稳。

3）在低压母线上并联的工作方式

这种方式下，两路进线同时使用，高压母线的联络开关QS5断开，而低压母线的联络开关7QA、7QK1和7QK2闭合，使两路进线在低压母线上并联在一起工作。

当某一路进线（如第一路）停电时，系统立即断开该路的油断路器QF1（当然这里需要有专门的保护电路），于是局（站）的全部用电由第二路进线保证，这一切换过程中间没有瞬间停电的现象，供电可靠性较高。

必须注意的是，在低压侧并联的供电方式中，当两路进线的相位和电压数值不同时，变压器中将流过附加的均衡电流。例如，当第一路进线电压较第二路高时，均衡电流自第一路进线流经变压器T1、T2，经联络开关7QA，再经变压器T3、T4，流至第二路进线。这种均衡电流加大了变压器的绕组电流，使变压器的损耗有所增大，从而削弱了其承载负荷的能力。因此必须限制这种接线运行方式，限制两路电压问的矢量差。只有两路电压相差不大，均衡电流也在系统允许范围内时，才允许使用这种接线运行方式。

4）在高压母线上并联的工作方式

两路进线同时使用，并合上高压母线上的联络开关QS5，这时两路高压进线直接并联工作，把两路进线变成闭合电力网的组成部分，提高了通信电力网的可靠性。

但必须意识到，通信局（站）的容量相对于供电电网而言是很小的。当两路进线电压和相位差别比较大时，产生的均衡电流可能早已超出保护设备动作的数值，从而使油断路器QF1及QF2跳闸断开。因此，采用这种工作方式的高压系统对其保护电路有特殊的要求，在实际工作中较少运用这种工作方式。

3.其他规定

（1）用于中性点直接接地系统的电压互感器，其剩余绕组额定电压应为100 V；用于中性点非直接接地系统的电压互感器，其剩余绕组额定电压应为。

（2）电磁式电压互感器可以兼作并联电容器的泄能设备，但此电压互感器与电容器组之间不应有开断点。

（3）火电厂和变电站的电压互感器选择还应符合《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》（DL/T 5136—2001）的要求。