安科瑞 繆凱倫

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國變電站正朝著現(xiàn)代化的方向不斷發(fā)展，自動化設(shè)備以及繼電保護(hù)裝置憑借自身優(yōu)異性能而獲得廣泛應(yīng)用。本文介紹的AM5SE系列的微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對中原科技城智慧能源配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能。并且通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。

關(guān)鍵詞：安全性；可靠性；微機(jī)保護(hù)裝置；Acrel-2000

1 概述

中原科技城，位于北部龍湖片區(qū)，南臨龍湖，西達(dá)中州大道，核心用地面積約16.4平方公里。這是河南省與鄭州市在“十四五"期間集中全力打造的集數(shù)字文創(chuàng)、信息技術(shù)、前沿科技、生命科學(xué)、人才教育多領(lǐng)域核心的“城市科技帶"。其中，中原科技城核心起步區(qū)總用地約453畝，建筑面積114.2萬平方米。

本項(xiàng)目為綜合智慧能源A1和A4能源站10kV項(xiàng)目，項(xiàng)目地處于中原科技城核心起步區(qū)內(nèi)，每個(gè)進(jìn)線來源均為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新開閉所。進(jìn)出線柜分別采用電纜上進(jìn)線和上出線的方式，并采用KYN28-12型金屬鎧裝手車式真空開關(guān)柜。兩個(gè)能源站均為兩進(jìn)線一母聯(lián)的供電系統(tǒng)，并帶有多個(gè)變壓器、電動機(jī)、電容器的出線回路。

2 產(chǎn)品需求

2.1 保護(hù)功能需求

針對中原科技城智慧能源站配電工程中不同對象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，其中，進(jìn)線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置，PT柜配置AM5SE-UB PT監(jiān)測及并列保護(hù)裝置，配電變壓器柜配置AM5SE-T變壓器保護(hù)裝置，母聯(lián)柜配置AM5SE-B備自投保護(hù)裝置，電容出線柜配置AM5SE-C電容器保護(hù)裝置，電機(jī)出線柜配置AM5SE-M電動機(jī)保護(hù)裝置，這幾款微機(jī)保護(hù)裝置主要通過以下保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù)：

2.2 信號出口需求

中原科技城智慧能源站配電工程需要將多個(gè)信號出口分開，將這些信號送到信號箱中，便于實(shí)現(xiàn)不同的故障觸發(fā)不同的指示燈，如圖1所示。AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置具有信號分開的功能，滿足此需求。同時(shí)需要通過電力監(jiān)控系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

圖1 信號箱原理圖

3 產(chǎn)品方案

本工程配電工程共有A1和A4兩個(gè)能源站，包括2個(gè)10kV變配電室，配電室均兩段母線，均采用單母線系統(tǒng)，包括37面高壓開關(guān)柜，整個(gè)配電室共設(shè)31臺保護(hù)裝置，以其中A1能源站的系統(tǒng)為例，上圖方案如下：

圖2 A1能源站10kV一次系統(tǒng)上圖

A1和A4能源站10kV配電工程所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號與數(shù)量如下：

4 系統(tǒng)需求

為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對各個(gè)變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、儀表。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，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能。

電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)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)。

2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)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(yùn)行報(bào)表： 查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)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(bào)表格式有日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。

4）實(shí)時(shí)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(hù)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(hù)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(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

6）故障錄波： 能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動準(zhǔn)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(hù)是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。

7）事故追憶：能夠自動記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護(hù)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(shí)時(shí)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。

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(gè)權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

10）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

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

12）通信管理：可以對整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

5 現(xiàn)場安裝圖片

本項(xiàng)目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個(gè)高壓開關(guān)柜上，Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)及顯示器布置于操作臺上，如下圖所示，該項(xiàng)目已于2023年送電使用，運(yùn)行正常。

圖3 微機(jī)保護(hù)在中原科技城配電工程現(xiàn)場安裝圖

圖4 Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在中原科技城配電工程現(xiàn)場界面圖

6 結(jié)語

微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)處于至關(guān)重要的位置，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，保證設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，將事故范圍縮小，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的AM5SE系列的微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對中原科技城核心起步區(qū)綜合智慧能源配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能。并且通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。  

參考文獻(xiàn)

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)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(jì)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(yùn)維解決方案.2021.11月版