摘 要：現如今，各領域不斷的進步，促進電力電網的快速發展，人們對電力系統運行的安全性以及穩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有效的保護作用。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
本工程為山東凱瑞英材料科技有限公司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； 10kV循環水場變電所一個；10kV裝置變電所一個。本工程由兩路35kV電源供電，安裝兩臺容量為16MVA的主變壓器。35kV總變電所配置8面KYN61-40.5中置式開關柜，進出線方式為電纜下進下出，柜體顏色為RAL7035，斷路器選用VBG-40.5P-31.5，電流互感器選用LZZBJ9-35D1；配置25面KYN28A-12(Z)中置式開關柜，進出線方式為銅排上進，電纜下出，柜體顏色為RAL7035，斷路器選用VBG-E-12P-31.5，電流互感器選用LZZBJ9-10C1。循環水場變電所配置25面KYN28A-12(Z)中置式開關柜，進出線方式為電纜下進，電纜下出，柜體顏色為RAL7035，斷路器選用CZK2-12-31.5，電流互感器選用LZZBJ9-10C1。裝置變電所配置24面KYN28A-12(Z)中置式開關柜，進出線方式為電纜下進，電纜下出，柜體顏色為RAL7035，斷路器選用CZK2-12-31.5，電流互感器選用LZZBJ9-10C1。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 循環水場變電所平面布局圖
圖4 裝置變電所平面布局圖
2 項目需求
本項目35kV變電站為終端用戶變，35kV采用單母線分段接線，為保障35kV變電站和各分變電所一次設備穩定安全運行：需在35kV側和10kV側各高壓開關柜配置微機保護裝置，智能操控無線測溫一體化裝置，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；35kV進線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；35kV分段柜配置AM5SE-B備自投保護裝置；35kV母線設備柜配置AM5SE-UB PT并列及監測裝置；10kV開閉所進線柜配置AM5SE-TB低后備保護裝置；裝置變電所和循環水場變電所10kV進線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；10kV備用出線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；10kV電容補償柜配置AM5SE-C電容器保護裝置；10kV電動機出線柜配置AM5SE-M電動機保護裝置，10kV變壓器出線柜配置AM5SE-T變壓器保護裝置；10kV分段柜配置AM5SE-B備自投保護裝置；10kV母線設備柜配置AM5SE-UB PT并列及監測裝置。其中，根據本次項目需求，在AM5SE-TB低后備保護裝置上增加遙控升檔，遙控降檔，遙控急停，來實現主變壓器的檔位調節，并采集變壓器的檔位信號，上傳至電力監控系統；在35kV側進線柜和分段柜對應的保護裝置增加檢同期功能，確保在停電檢修時，為不影響正常生產，能夠可靠合環。針對各高壓開關柜配置智能操控無線測溫一體化裝置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AM5SE系列微機保護裝置、ASD320-P6智能操控無線測溫一體化裝置、AMC96多功能儀表，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I段母線上圖方案
圖7 10kV開閉所II段母線上圖方案
4 系統需求
為實時監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，主要實現凱瑞英35kV各個變電所的用電監控與管理。監控范圍為變電所的微機保護裝置、智能操控裝置、多功能儀表、第三方低壓保護裝置。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，上傳至變電站綜合自動化系統，實現電力監控功能，同時，該項目配備了雙機熱備功能，正常情況下主機擔任采集監控任務，從機同步主機中數據庫的數據，當主機出現網絡異常、CPU異常、斷電等故障時，從機主動承擔采集監控任務，并在主機恢復工作時將數據同步傳回。整個系統的架構如下：
圖8 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）實時監測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，可以實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態。
圖9 35kV變電站配電監測界面
圖10 10kV開閉所I段母線配電監測界面
圖11 10kV開閉所II段母線配電監測界面
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： 查詢各回路或設備某段時間的運行參數，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12 電參量統計報表
圖13 有功電能統計報表
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態信息，包括開關位置、 保護動作狀態、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。
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：支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，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，發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14 網絡拓撲圖
11）遙控功能：根據電力規程要求，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、數據的實時監測。
5 現場安裝圖片
本項目各微機保護裝置、智能操控無線測溫一體化、多功能儀表就地安裝在各個高壓開關柜上，變電站綜合自動化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15 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，保證設備繼續正常運行，將事故限制在小范圍，提高系統運行的可靠性，保證向用戶安全、連續供電。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，實現整個廠區供配電系統的全面電力監控與自動化管理，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
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