安科瑞 缪凯伦 摘 要：现如今，各领域不断的进步，促进电力电网的快速发展，人们对电力系统运行的安全性以及稳定性的要求越来越高，而微机保护装置能够对电力系统的运行起到保护作用。本文介绍的微机保护装置，可以针对35kV配电工程中不同保护对象提供对应的保护功能，能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班。 关键词：安全性；稳定性；微机保护装置；综合自动化； 1 项目概况 现代农业产业园位于上海崇明，该项目拟建设高科技智慧温室8万平方米，主要运用****高新农业技术、农业设备和现代管理经验，采用全智能环境控制技术，大数据、物联网和智能机械自动化技术等，全季节生产，全过程集约化、标准化、智能化，打造绿色、高产的高科技农业。其中，智慧温室是上海现代农业产业园项目的拳头产品，拥有综合环境控制系统，由信号采集系统、中心计算机、控制系统三大部分组成，利用该系统调节室内温、光、水、肥、气等诸多因素，实现全季节种植，稳步精细化管理，全年高产。高科农业集团依托荷兰库伯、道森、森通等世界温室制造商建设，配备骑士、普瑞瓦、豪根道等世界温室自控系统技术，确保设计、生产、建设、运营等各环节处于水平。 本工程35kV高压柜采用户内金属铠装移开式高压开关柜，柜体颜色为RAL7035。真空断路器采用正泰ZN85-40.5/T1250-25kA。电流互感器选用户内环氧树脂浇注式、全封闭、全工况电流互感器。电压互感器选用户内环氧树脂浇注式，全封闭、全工况电压互感器，电压比为(35/√3)/(0.1/√3)/(0.1/3), 准确级组合0.5/3P。本期主变压器选用双绕组油浸式自冷型无励磁调压电力变压器，容量为20MVA，电压比为35±2x2.5%/10.5KV，变压器的阻抗为Uk=6.4%，接线组别为Dy11。 进出线方式为电缆下进下出。 本工程10kV高压柜采用户内金属铠装移开式高压开关柜。真空断路器采用正泰ZN63A-12/T630-25kA。电流互感器选用户内环氧树脂浇注式、全封闭、全工况电流互感器。电压互感器选用户内环氧树脂浇注式，全封闭、全工况电压互感器，电压比为(10/√3)/(0.1/√3)/(0.1/3),准确级组合 0.5/3P。进出线方式为电缆下进下出。 2 项目需求 本项目35kV变电站为终端用户变，35kV采用单母线接线，为防止35kV变电站母线故障涉及其它变电所安全运行：需在35kV侧配置主变保护柜1面，公用测控柜1面；10kV配置就地微机保护装置；监控中心配置远动通讯柜1面、电力监控系统柜1面、10kV网络交换机柜1面，实现对高压柜的设备运行情况实时监视和保护。 本次针对该35kV配电工程项目中不同保护对象配置不同微机保护装置，35kV主变柜既是进线又是出线，所以按主保护加后备保护配置：差动保护装置AM5SE-D2、高后备保护装置AM5SE-TB、高侧测控装置AM5SE-K、低侧测控装置AM5SE-K；公用测控柜配置4台公用测控装置AM5SE-K；10kV出线柜配置AM5SE-F线路保护装置；10kV电容器柜配置AM5SE-C电容器保护装置；10kV站变柜配置AM5SE-T变压器保护装置；10kV进线柜配置AM5SE-K测控装置；为实现低频减载功能，在10kV PT柜单独配置一台AM5SE-F线路保护装置，此外，10kV PT柜还配置母线测控装置AM5SE-F，这两台保护的逻辑都是单独定制的，各型号主要实现的保护功能如下： 综保型号 保护功能 AM5SE-D2 差动越限告警、CT断线告警、比率制动差动保护、差动速断保护 AM5SE-TB 三段式过流保护（可经复合电压闭锁、可带方向闭锁）、反时限过流保护（可经复合电压闭锁）、两段式零序过流保护、零序反时限过流保护、过负荷保护、启动通风保护、闭锁有载调压（常闭点）、非电量保护、两段间隙零序过流保护、两段零序过压保护、控制回路断线告警、PT断线告警、FC回路配合的过流闭锁功能、自产零序过流保护 AM5SE-F 三段式过流保护（可经低压闭锁，可带方向）、反时限过流保护（可经低压闭锁）、两段式零序I01过流/反时限过流保护、两段式零序I02过流/反时限过流保护、重合闸、后加速过流保护（可经低压闭锁）、过负荷告警、过负荷跳闸、失压跳闸、失压告警、过电压保护、零序过压保护、逆功率保护、频率保护（低频减载/高频保护）、PT断线告警、控制回路断线告警、FC回路配合的过流闭锁功能、检同期 AM5SE-T 三段式过电流保护（可经复合电压闭锁）、反时限过流保护（可经复合电压闭锁）、两段式零序I01过流保护、两段式零序I02过流保护、零序反时限过流保护、过负荷告警、过负荷跳闸、PT断线告警、控制回路断线告警、非电量保护、FC回路配合的过流闭锁功能 AM5SE-C 两段式定时限过流保护、反时限过流保护、两段式零序过流保护、欠电压保护、过电压保护、自产零序过电压保护、不平衡电压保护、不平衡电流保护、非电量保护、PT断线告警、控制回路断线告警 3 产品方案 本工程分为35kV变电站和10kV变电站，35kV变电站共计4面高压柜，配置微机保护8台，1只模拟信号变送器；10kV变电站共计16面高压柜，配置微机保护17台，整个配电室上图方案如下： 图1 35kV变电站上图方案 图2 10kV变电站上图方案 整个配电室所设微机保护型号与数量如下： 开关柜编号 微机保护装置型号 微机保护装置数量 安装方式 35kV变电站 主变柜 AM5SE-D2差动保护装置 1台 组屏安装 AM5SE-TB高后备保护装置 1台 AM5SE-K主变测控装置 2台 BM-TR 模拟信号变送器 1台 公用测控柜 AM5SE-K公用测控装置 4台 组屏安装 10kV变电站 #0温室负荷用电1 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #1温室基础用电 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #2温室基础用电 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #3温室基础用电 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #5温室补光灯及制冷机组 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #1站变柜 AM5SE-T变压器保护装置 1台 就地安装 #1主变进线柜 AM5SE-K测控装置 1台 就地安装 #4温室补光灯及制冷机组 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #3温室补光灯及制冷机组 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #2电容器柜 AM5SE-C电容器保护装置 1台 就地安装 #1电容器柜 AM5SE-C电容器保护装置 1台 就地安装 #2温室补光灯及制冷机组 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #1温室补光灯及制冷机组 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #1PT柜 AM5SE-F低频减载装置 1台 就地安装 AM5SE-F母线测控装置 1台 就地安装 #5温室基础用电 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 #4温室基础用电 AM5SE-F线路保护装置 1台 就地安装 4 系统需求 为实时监视整个配电室的运行以及数据采集，该项目配置一套Acrel-2000Z电力监控系统，其可实现的功能如下： 1）实时监测：以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，可以实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态。 图3 35kV变电站配电监测界面 图4 10kV变电站配电监测界面 2）电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能等。 3）运行报表： 查询各回路或设备*时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等，报表格式有日报表、月报表、年报表等。 4）实时告警：能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。 5）历史事件查询：能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警信息进行历史追溯，查询统计、事故分析。 6）故障录波： 能够在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。 7）事故追忆：能够自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息，包括开关位置、 保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。 8）曲线查询：能够查询实时曲线和历史曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等所有遥测量。 9）用户权限管理：设置了用户权限管理功能，通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。系统可以定义不同操作权限的权限组（如管理员组、工程师组、操作员组等），在每个权限组里分配不同用户，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全**。 10）网络拓扑图：支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。 图5 变电站网络拓扑图 11）遥控功能：根据电力规程要求，可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。 12）通信管理：可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。 5 现场安装图片 本项目35kV微机保护采用组屏方式安装，10kV微机保护就地安装在各个高压开关柜上，电力监控系统主机安装于监控主机屏中，现场安装图片如下。 图9 10kV AM5SE系列保护装置 6 结语 微机保护装置在电力系统中具有举足轻重的地位，它能够反应设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在小范围，提高系统运行的可靠性，很大限度地保证向用户安全、连续供电。本文介绍的35kV配电工程通过对各个保护对象装设对应的保护装置，不但使整个配电工程实现了综合自动化，还降低了工作人员的劳动强度，提高了设备运行的可靠性。 参考文献 [1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6月版 [2] 安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2020.10月版 [3] 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.5月版
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