變電站操作電源包括斷路器以及電動負荷開關與電動隔離開關合分閘操作電源、信號指示以及數字式(微機)保護與監控裝置供電電源。合分閘操作電源中又分為斷路器操動機構儲能電源以及合分閘線圈要的控制電源。

變電站操作電源斷電后，控制、信號與數字式(微機)保護與監控裝置電源同時斷電，變電站就會在無繼電保護情況下運行;此時一旦發生短路事故就會引起越級跳閘，由上一級變電站的繼電保護動作跳閘，從而造成全站停電，擴大停電范圍，新增事故停電造成的經濟損失;假如發生過電流或過負荷，繼電保護拒動會燒毀變壓器或相關設備。所以變電站操作電源的可靠性必須保證，變電站的負荷等級越高，操作電源的可靠性要求就越高。

一、變電站操作電源分類

變電站操作電源分為交流與直流兩種，分別稱為交流操作與直流操作。交流操作的操作電源可直接取自所用變或變壓器220/380V低壓側，小型變電站也可以取自電壓互感器二次側，此時要設計100/220V升壓變壓器。采用數字式(微機)保護后，還要選用UpS不間斷電源作為后備電源。

直流操作的操作電源利用整流技術將AC220/380V交流電轉換為DC220V、DC110V或DC48V直流電作為操作電源，同時配備相應電壓等級的蓄電池組，平時由AC220/380V交流電源通過整流后的直流電源供電，并給蓄電池組浮充電。AC220/380V交流電源斷電后，自動而且無延時(又稱為無擾動)切換到由蓄電池組供電。直流操作的操作電源的可靠性非常高。

二、變電站操作電源的技術要求

1.變電站操作電源的電壓等級

國家《繼電保護和安全自動裝置技術規程》(GB/T14285—2006)第6.1.2條規定：二次回路的工作電壓不宜超過250V，最高不應超過500V。我國變電站操作電源的電壓等級分為：AC220V、DC220V、DC110V與DC48V，DC48V一般用于配電網自動化的監控系統。

2.變電站操作電源的負荷性質

變電站操作電源除可靠性要求高之外，從工作性質上分為長期運行負荷、短時間運行負荷與瞬時運行負荷。信號設備與數字式(微機)保護與監控裝置為長期運行負荷，斷路器操動機構的儲能電源、以及電動負荷開關與電動隔離開關的合分閘操作電源所帶的負荷為短時間運行負荷，短時間運行負荷每次工作時間只有10s～30s。斷路器合分閘時的合分閘線圈為瞬時運行負荷，瞬時運行負荷每次工作時間只有0.1s～0.2s。而且短時間運行負荷與瞬時運行負荷，只有在斷路器以及電動負荷開關與電動隔離開關每次合閘或分閘時才出現一次。

三、變電站操作電源設計中有關問題

1.交流操作與直流操作的選擇

交流操作設備簡單，價格低但可靠性也低。常規繼電器式繼電保護假如選用電流脫扣器，事故跳閘與操作電源無關，高壓熔斷器保護事故跳閘也與操作電源無關，所以可選用交流操作。

目前數字式(微機)保護與監控裝置已經得到廣泛應，由于數字式(微機)保護裝置的裝置電源斷電后就會停止運行，而且數字式(微機)監控裝置只能夠通過合閘與分閘線圈進行合閘與分閘操作，所以采用交流操作電源的變電站，選用數字式(微機)保護與監控裝置后，必須選用可靠的后備電源。目前一般選用UpS不間斷電源作為后備電源。但UpS不間斷電源不僅過載能力差，而且不適用于感性負荷。

變電站采用直流操作要選用直流屏，價格高但可靠性也高，變電站采用數字式(微機)保護與監控裝置后，應優先選用直流操作。但直流電源蓄電池容量大時價格比較高。現在變電站用小型直流電源已經開始推廣，它可以分散安裝于電壓互感器柜或隔離柜儀表室，也可以集中組屏替代現有直流屏，當變電站開關柜數量不超過10面時可以選用小型直流電源，并采用分散安裝方式。

2.操作電源的電壓等級選擇

由于現有UpS不間斷電源的標準輸出電壓為AC220V，所以交流操作電源電壓應選用AC220V，假如選用AC110V，就要選用輸出電壓為AC110V的非標準UpS不間斷電源，會給訂貨與日后維護造成不必要的麻煩。直流操作電源電壓有DC220V、DC110V與DC48V三種。DC220V與DC110V廣泛應用于各種變電站，DC48V重要用于有配電網自動化的環網柜與箱式變壓器。

斷路器曾經采用電磁操動機構，其合閘電流都大于100A，所以直流操作電源都選用DC220V。現在電磁操動機構已經被淘汰，彈簧儲能操動機構與永磁操動機構的儲能與合分閘操作要的電流都非常小，一般不超過5A，所以采用直流操作時，應選用DC110V電壓等級。國家建筑標準設計圖集D203-1～2《變配電所二次接線》說明中已經提出采用彈簧儲能操動機構后，直流操作應優先選用DC110V電壓等級，但并沒有引起大家的重視。

3.操作電源的容量選擇

變電站操作電源容量一直沒有引起設計與運行單位重視。變電站操作電源容量計算也存在許多不確定因素，設計時一般都根據相關經驗來選擇，交流操作后備電源容量一般選用1～3kVA。直流操作的直流屏蓄電池容量一般選用38～100Ah。

四、變電站操作電源設計中應注意的關問題

1.變電站照明等其他用電負荷電源設計

變電站照明負荷宜與操作電源分開，因為照明負荷斷電，變電站運行會受到影響，但不會引起或擴大事故。照明負荷可以與建筑物內部的事故照明統一考慮，變電站為獨立建筑物時，可以選用應急照明電源(EpS)或應急照明燈。變電站照明負荷與操作電源分開設計，可以減小操作電源的容量，提高操作電源的可靠性，降低變電站的工程造價。

柜內照明只有開關柜檢修時才使用，而且一般不同時使用，沒有應急照明電源(EpS)時，也可以考慮由操作電源供電，但此時照明燈具的額定電壓要與操作電源電壓相同。

現在開關柜都有自動加熱裝置，實際上為除濕器，也叫凝露控制。當濕度大時空氣中水分就多，溫度低時就容易結露，使絕緣強度降低，自動加熱后可以通過升溫的方法降低濕度，保證絕緣強度。開關柜在運行過程中帶電導體會發熱，所以除濕在停電時效果才好，雖然也要備用電源，但不一定由操作電源供電，可以與柜內照明一起由室內照明備用電源供電。

2.電動負荷開關與隔離開關合分閘控制