安科瑞 陳聰

摘 要：現(xiàn)如今，各領(lǐng)域不斷的進步，促使電力電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對電力系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高，而微機保護裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行起到合理的保護作用。本文介紹的微機保護裝置，可以針對35kV配電工程中不同保護對象提供對應(yīng)的保護功能，并且通過變電站綜合自動化系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。

關(guān)鍵詞：安全性；可靠性；微機保護裝置；變電站綜合自動化系統(tǒng)； 

1 項目概況

寧夏天澤新材料科技有限公司成立于2019年8月，注冊資本6000萬元，位于青銅峽工業(yè)園區(qū)，是專業(yè)從事有機氟產(chǎn)品研制、開發(fā)和生產(chǎn)的化工企業(yè)，項目總投資近10億元，占地443.3畝，總建筑面積9.3萬平方米。

本工程為寧夏天澤新材料科技有限公司35kV供配電工程，共有35kV總變電所一個，包括35kV配電系統(tǒng)和總變10kV配電系統(tǒng)；東區(qū)配電室一個；西區(qū)配電室一個。本工程一期用電容量為10000kVA，采用單電源供電，供電電源暫由110kV新橋變322橋鼎線T接引入；35kV電力電纜型號為3*（ZR-YJV62-26/35-1*400），引入35kV變電所35kV高壓進線柜。電源由220kV小壩變35kV供電間隔T接引入。本工程35kV主變選用型號為SZ13-10000/35的三相雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器，容量為10000kVA。本變電站35kV部分共設(shè)KYN61-40.5型鎧裝移開式高壓開關(guān)柜6面，接線方式為單母線接線方式，進、出線柜內(nèi)斷路器采用ZN85-40.5kV型固封極柱式真空斷路器，柜體布置方式為單列布置。本變電站10kV部分共設(shè)KYN28A-12型鎧裝中置式高壓開關(guān)柜6面，接線方式為單母線分段接線方式，進、出線柜內(nèi)斷路器采用ZN63-12kV型固封極柱式真空斷路器，柜體布置方式為單列布置。本項目東區(qū)配電室設(shè)KYN28A-12型高壓開關(guān)柜9面，采用雙電源供電，主供電源由新建35kV變電站10kV出線柜“T"接引入，備用保安電源由110kV盛家墩變512新材線干線115#線桿“T"接引入，兩路電源在高壓側(cè)不設(shè)母聯(lián)。西區(qū)配電室設(shè)KYN28A-12型高壓開關(guān)柜6面，采用雙電源供電，主供電源由新建35kV變電站10kV出線柜“T"接引入，備用保安電源由東區(qū)配電室2AH4高壓出線柜“T"接引入，兩路電源在高壓側(cè)不設(shè)母聯(lián)。

本工程共有一個35kV變電站和1個10kV開閉所，2個10kV變電所，35kV市電引入后經(jīng)由35kV/10kV變壓器，降至10kV電引入開閉所，再由開閉所進行分配電能至各個分變電所，整個變電站的一次系統(tǒng)干線圖以及平面布局圖如下：

圖1 一次系統(tǒng)干線圖

圖2 35kV變電站和10kV開閉所平面布局圖

圖3 東區(qū)配電室平面布局圖

圖4 西區(qū)配電室平面布局圖

2 項目需求

本項目35kV變電站為終端用戶變，35kV采用單母線接線，為防止35kV變電站故障涉及其它變電所安全運行：需在35kV側(cè)配置主變保護柜2面，以及變電站綜合自動化系統(tǒng)Acrel-1000一套，實現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運行情況實時監(jiān)視和保護。

本次針對該35kV配電工程項目中不同保護對象配置不同微機保護裝置，35kV主變柜按主保護加后備保護配置：差動保護裝置AM5SE-D2、高后備保護裝置AM5SE-TB、高側(cè)測控裝置AM5SE-K、低側(cè)測控裝置AM5SE-K；35kV進線柜配置AM5-F線路保護裝置；10kV電容補償柜配置AM5-C電容器保護裝置；10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護裝置；10kV分段柜（預(yù)留）配置AM5-B備自投保護裝置；10kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測裝置，10kV出線柜配置AM5-F線路保護裝置。針對各高壓開關(guān)柜配置智能操控?zé)o線測溫整體化裝置ASD320，每面開關(guān)柜配置6點測溫，其中,PT柜配置電池型無線測溫傳感器ATE200，其余高壓開關(guān)柜配置CT取電型無線測溫傳感器ATE400。各型號產(chǎn)品主要實現(xiàn)的功能如下：

3 產(chǎn)品方案

本工程分為一個35kV變電站、10kV開閉所和2個10kV變電站，需要對每面高壓柜配置AM5/AM5SE系列微機保護裝置、ASD320-P6智能操控?zé)o線測溫整體化裝置、AMC96多功能儀表，此外，每個主變柜還需配置一只UP858-19AN檔位變送器和一只ARTM-8溫度巡檢儀，檔位變送器用于對主變壓器的檔位進行調(diào)節(jié)，溫度巡檢儀用于對主變壓器溫度的測量，以35kV變電站和10kV開閉所為例，上圖方案如下： 

圖5 35kV變電站上圖方案

圖6 10kV開閉所上圖方案

整個配電室所配置產(chǎn)品型號與數(shù)量如下：

4 系統(tǒng)需求

為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)，主要實現(xiàn)寧夏天澤35kV各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍主要為變電所的微機保護裝置。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場設(shè)置的裝置采用屏蔽雙絞線連接至各變電所通信管理機，各變電所通信管理機將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至交換機，上傳至監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個系統(tǒng)的架構(gòu)如下：

圖7 系統(tǒng)架構(gòu)圖

Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下：

1）實時監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，可以實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。

圖8 35kV變電站配電監(jiān)測界面

圖9 10kV開閉所配電監(jiān)測界面

2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

3）運行報表： 查詢各回路或設(shè)備相應(yīng)時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等，報表格式有日報表、月報表、年報表等。

圖10 電參量統(tǒng)計報表

4）實時告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

5）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

6）故障錄波：能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。

7）事故追憶：能夠自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

8）曲線查詢：能夠查詢實時曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等所有遙測量。

圖11 歷史曲線查詢

9）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員組、工程師組、操作員組等），在每個權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

10）網(wǎng)絡(luò)拓撲圖：支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。     

圖12 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。

12）通信管理：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

5 現(xiàn)場安裝圖片

本項目35kV主變保護采用組屏方式安裝，35kV進線柜以及10kV設(shè)備就地安裝在各個高壓開關(guān)柜上，電力監(jiān)控系統(tǒng)主機放置于高壓配電房值班室內(nèi)中，現(xiàn)場安裝圖片如下。

圖13 現(xiàn)場安裝圖片

6 結(jié)語

微機保護裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反應(yīng)設(shè)備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動迅速地、有選擇性地動作于斷路器將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無故設(shè)備繼續(xù)正常運行，將事故限制在較小范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性，較大限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)，可以通過通信管理機及網(wǎng)絡(luò)交換機實時采集微機保護裝置、智能操控裝置、多功能儀表等二次設(shè)備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個廠區(qū)供配電系統(tǒng)的全方面電力監(jiān)控與自動化管理，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，實現(xiàn)無人或少人值班。

參考文獻

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.9月版