安科瑞 繆凱倫
摘 要:現如今,,各領域不斷的進步,促使電力電網的快速發(fā)展,,人們對電力系統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對電力系統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的保護功能,,并且通過變電站綜合自動化系統采集相關遙測、遙信數據進行監(jiān)控,,能大大提高變電站運行的可靠性,、安全性、提高供電質量,,有利于實現變電站綜合自動化,,實現無人或少人值班。
關鍵詞:安全性,;可靠性,;微機保護裝置,;變電站綜合自動化系統;
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)從事有機氟產品研制,、開發(fā)和生產的化工企業(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?,F擁有各項發(fā)明12項,是寧夏著重扶持的高新材料制造企業(yè),。主要產品包括二氟一氯乙烷(R-142b),、偏氟乙烯(VDF)、聚偏氟乙烯(PVDF),、電池級氟化鋰(LiF),、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯,、硫酸乙烯酯等,。公司注重各種含氟新材料的研究開發(fā),瞄準國內外產品市場,,力求與技術發(fā)展同步,本項目產品工藝成熟,、*,,質量可靠。
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配電系統和總變10kV配電系統;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壓電力變壓器,容量為10000kVA,。本變電站35kV部分共設KYN61-40.5型鎧裝移開式高壓開關柜6面,,接線方式為單母線接線方式,,進、出線柜內斷路器采用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KYN28A-12型鎧裝中置式高壓開關柜6面,接線方式為單母線分段接線方式,,進,、出線柜內斷路器采用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KYN28A-12型高壓開關柜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,,兩路電源在高壓側不設母聯。西區(qū)配電室設KYN28A-12型高壓開關柜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,,兩路電源在高壓側不設母聯,。
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干線圖以及平面布局圖如下:

圖1 一次系統干線圖

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側配置主變保護柜2面,,以及變電站綜合自動化系統Acrel-1000一套,,實現對高壓柜的設備運行情況實時監(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、高側測控裝置AM5SE-K,、低側測控裝置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(預留)配置AM5-B備自投保護裝置;10kV母線設備柜配置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,。針對各高壓開關柜配置智能操控無線測溫整體化裝置ASD320,,每面開關柜配置6點測溫,其中,PT柜配置電池型無線測溫傳感器ATE200,,其余高壓開關柜配置CT取電型無線測溫傳感器ATE400,。各型號產品主要實現的功能如下:


3 產品方案
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智能操控無線測溫整體化裝置、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品型號與數量如下:



4 系統需求
為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數據采集,,該項目配置一套Acrel-1000變電站綜合自動化系統,,主要實現寧夏天澤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,。本系統由用戶管理層,、網絡通信層、現場設備層三部分組成,,現場設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據分類處理后,通過網線連接至交換機,,上傳至監(jiān)控系統主機,,實現電力監(jiān)控功能。整個系統的架構如下:

圖7 系統架構圖
Acrel-1000變電站綜合自動化系統可實現的功能如下:
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,、功率因數等電參數信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器,、隔離開關,、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,、正向有功電能等,。
3)運行報表: 查詢各回路或設備時間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流,、三相電壓,、總功率因數、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 電參量統計報表
4)實時告警:能夠對配電回路斷路器,、隔離開關,、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:能夠對遙信變位,,保護動作,、事故跳閘,以及電壓,、電流,、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理,,方便用戶對系統事件和報警信息進行歷史追溯,,查詢統計、事故分析,。
6)故障錄波:能夠在系統發(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,包括開關位置,、 保護動作狀態(tài),、遙測量等,形成事故分析的數據基礎,。
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、功率因數等所有遙測量,。

圖11 歷史曲線查詢
9)用戶權限管理:設置了用戶權限管理功能,,通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控的操作,數據庫修改等),。系統可以定義不同操作權限的權限組(如管理員組,、工程師組、操作員組等),,在每個權限組里分配不同用戶,,為系統運行、維護,、管理提供可靠的安全保障,。
10)網絡拓撲圖:支持實時監(jiān)視接入系統的各設備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統網絡結構,;可在線診斷設備通訊狀態(tài),,發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖12 網絡拓撲圖
11)遙控功能:根據電力規(guī)程要求,,可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作,。
12)通信管理:可以對整個配電系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制,、數據的實時監(jiān)測,。
5 現場安裝圖片
本項目35kV主變保護采用組屏方式安裝,35kV進線柜以及10kV設備就地安裝在各個高壓開關柜上,,電力監(jiān)控系統主機放置于高壓配電房值班室內中,,現場安裝圖片如下。



圖13 現場安裝圖片
6 結語
微機保護裝置在電力系統中具有舉足輕重的地位,,它能夠反應設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備從系統中切除,,保證設備繼續(xù)正常運行,,將事故限制在較小范圍,提高系統運行的可靠性,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,可以通過通信管理機及網絡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備數據,實現整個廠區(qū)供配電系統的全方面電力監(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、提高供電質量,,實現無人或少人值班,。
參考文獻
[1] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.6月版
[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.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