配电（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、维护量小的自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。

典型自供电源方式

配电（开关）站自供电电源按电压等级分，有380V,220V,110V,48V和24V五挡；按照电源性质分，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：TV供电方式、DC供电方式、UPS供电方式。

TV供电方式中的TV为电压互感器，用来进行电压信号变换的电力设备。TV供电方式主要是利用TV向配电（开关）站提供供电源。最为常见的方式是由TV经过中间变压器提供220V操作电源或者直接带220V二次绕组；

DC供电方式是采用蓄电池通过直流电源屏（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TV供电时可能出现的断电问题；

而UPS供电方式是正常情况下低压系统交流电通过UPS向操作回路供电；当系统发生故障时，UPS通过将蓄电池的直流电逆变成交流电不间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，本文涉及到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。

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TV供电方式。本文以三台10kV高压开关柜威力进行来讨论。典型的主接线方式见图1（单回进线二条出线）。

图1典型主接线方式1

1、简单采用TV供电方式

目前这种自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220V二次绕组的TV即可）、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TV二次变压得到），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BK中产生谐波并耦合到计量回路中，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。

2、采用TV和UPS混合供电方式

UPS供电方式完全适用于配电（开关）站电源要求。高压电源正常时，由TV二次侧电源向系统负荷供电，系统失电或故障时则转由UPS供电。

UPS供电方式中，操作电源不受与高压母线电压的影响，可避免TV供电方式时出现的计量问题和保护拒动现象。只要订货时将断路器和保护设备的操作电源订为交流220V，其它可视同于直流操作电源。

在实际工程应用中，UPS供电方式存在一个缺陷，就是：当系统出现操作过电压及谐波等因素时，会让UPS电源失效，从而导致微机保护失效等严重事故。因此，以上TV和UPS混合供电方式适用于放射性供电、配电（开关）站全站失压后对电网影响不大的场合。

​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TV供电方式的结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220V二次绕组的TV）。目前很多住宅小区、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：

1、TV加入系统内，以小车形式组成PT柜或PT+联络柜（图2）

图2 典型主接线方式2

在此系统中，AH9、AH10为进线柜，且互为备用。AH7、AH8柜为系统提供操作电源，AH3、AH4为出线柜。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AH7或AH8柜PT二次提供站用电源，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。

2、TV与进线柜结合，固定安装于进线电缆入口端，即PT安装于进线开关前端（图3）

图3 典型主接线方式3

在此系统中，3#、6#为进线柜同时也为系统提供电源，1#、2#、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。PT二次有电压输出，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。

3、TV以下PT手车的形式与进线柜结合（图4）

图4 典型主接线方式4

在此系统中，原理与图3基本一致。唯一不同是此方式中为PT手车，可在检测PT与更换熔芯时方便地抽出。

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PT和更换熔芯需带电作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PT的检测和熔芯的更换，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优点更为突出。其既考虑了操作电源提供的可持续性又考虑了检测PT与更换熔芯的方便性与安全性。下PT手车可由工作位置拉出到断开位置（柜外），此时检测、更换元器件更加安全，可靠。

4、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PT的选用，使其二次侧电流额定电流也在不断上升。下PT手车的操作过程也可看作带负荷推拉手车。解决方案是将下PT手车改为PT固定安装加隔离刀即可（图5）。

隔离刀合闸，PT可输出二次操作电源；隔离刀分闸，因为有明显的可见断口，操作人员可安全地进行更换、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PT。由于隔离刀只需开断额定电流（mA级），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，制造成本也不高。

图5 典型主接线方式5

5、关于”TV+DC”供电方式

TV供电方式方便简洁，投资小，运维简易。但是由于其接线方式的特点，决定了TV供电方式只能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，TV供电方式严重依赖外线路电源的缺陷，也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TV供电的方式进行供电；在直流负荷方面，采用DC供电方式。

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10～36Ah之间，完全可以满足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1/3～1/2，约4万元以内，性价比较高。以图1的方式考虑，一只10Ah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。

​总结

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（开关）站的重要性日益突出。另一方面，配电（开关）站自供电源方式也从最初的TV二次绕组供电、增加二次绕组或中间变压器供电，到采用DC和UPS供电方式，其供电技术和设备制造水平也在不断发展中。

因此，广大工程技术人员应该根据用户用电性质、配电（开关）站主接线方式等工程实践，选用合适的、性价比较高、可靠性较好的自供电源方式，以保证配电（开关）站可靠稳定运行。

本文编自《电气技术》，论文标题为“配网配电（开关）站自供电源接线优化方式”，作者为陈建军。