宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201800
摘 要：現(xiàn)如今，各領(lǐng)域不斷的進步，促進電力電網(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(yīng)的保護功能，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；穩(wěn)定性；微機保護裝置；綜合自動化；
0引言
無錫某35kV變電站的設(shè)備已經(jīng)運行了將近30年，設(shè)備老舊，一次、二次設(shè)備均為已淘汰的老舊設(shè)備，可靠性差，若繼續(xù)使用，對變電站安全運行構(gòu)成潛在威脅。因此，對變電站的主變、35kV設(shè)備、10kV設(shè)備進行更換十分必要且刻不容緩。
微機保護裝置可以保障該配電工程電力系統(tǒng)的安全及正常的運轉(zhuǎn)，當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，在裝置的保護下可以在較短的時間以及范圍內(nèi)，及時的從系統(tǒng)里面切除或者隔離有問題的器件，或者是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題時向電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號，借以電力維護人員及時解決問題，微機保護裝置不僅能保護設(shè)備器件不受損壞，還由于能夠自動切斷隔離降低了連帶故障發(fā)生的機會。
1 項目概況
該35kV變電站位于江蘇省無錫市惠山鎮(zhèn)，為戶內(nèi)變電站，始建于1988年，于1988年投運，為該項目內(nèi)部生活、工作、生產(chǎn)用電使用。
該工程35kV系統(tǒng)為單母線接線,本期35kV進線1回，2臺主變電壓等級為35kV/10kV。10kV系統(tǒng)本期為單母分段接線，4回出線間隔，2回主變10kV進線間隔，2回并聯(lián)電力電容器間隔，2回分段間隔，3回母線設(shè)備。
本工程35kV開關(guān)設(shè)備采用戶內(nèi)金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜，主變進線柜、進線開關(guān)柜額定電流選用1250A，額定開斷電流選用31.5kA。電流互感器選用戶內(nèi)環(huán)氧樹脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。35kV電壓互感器選用戶內(nèi)環(huán)氧樹脂澆注式，全封閉、全工況電壓互感器，電壓比為(35/√3)/(0.1/√3)/(0.1/3), 準確級組合0.5/3P。本期主變壓器選用雙繞組油浸式自冷型無勵磁調(diào)壓電力變壓器，容量為1600kVA，電壓比為35±2x2.5%/10.5KV，變壓器的阻抗為Uk=6.4%，接線組別為Yd11。
本工程10kV采用戶內(nèi)金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜，主變進線柜、分段柜、電容器柜、出線柜斷路器額定電流選用1250A，額定開斷電流選用25kA。10kV電壓互感器選用戶內(nèi)環(huán)氧樹脂澆注式，全封閉、全工況電壓互感器，電壓比為(10/√3)/(0.1/√3)/(0.1/3),準確級組合 0.5/3P。
2 項目需求
本項目35kV變電站為終端用戶變，35kV單母線接線，為防止35kV變電站母線故障涉及其它變電所安全運行：35kV進線側(cè)配置1套線路保護，拆除站內(nèi)老式的繼電器保護設(shè)備及柜體，新上主變保護柜2面，公用測控柜1面；10kV配置就地微機保護裝置；監(jiān)控中心配置運動通訊柜1面、計量柜1面、交流系統(tǒng)柜2面、直流系統(tǒng)柜3面、綜合自動電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000Z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配電工程改造項目中不同保護對象配置不同微機保護裝置，35kV主變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、低后備保護裝置AM5SE-TB（包含10kV進線保護）、公共測控裝置AM5SE-K；35kV進線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；10kV出線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；10kV電容器柜配置AM5SE-C電容器保護裝置；10kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測裝置。
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-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，其可實現(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)。
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。
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。
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。
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。
3 產(chǎn)品方案
本工程分為35kV變電站和10kV變電站，35kV變電站共計7面高壓柜，配置微機保護16臺，2只溫度巡檢儀；10kV變電站共計15面高壓柜，配置微機保護10臺，整個配電室上圖方案如下：
圖1 35kV變電站上圖方案
圖2 10kV變電站上圖方案
整個配電室所設(shè)微機保護型號與數(shù)量如下：
1）AM5SE-D2主變差動保護裝置
差動越限告警、CT斷線告警、比率制動差動保護、差動速斷保護
2）AM5SE-TB后備保護裝置
三段式過流保護（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）、兩段式零序過流保護、零序反時限過流保護、過負荷保護、啟動通風(fēng)保護、閉鎖有載調(diào)壓（常閉點）、非電量保護、兩段間隙零序過流保護、兩段零序過壓保護、控制回路斷線告警、PT斷線告警、FC回路配合的過流閉鎖功能、自產(chǎn)零序過流保護
3）AM5SE-F線路保護裝置
三段式過流保護（可經(jīng)低壓閉鎖，可帶方向）、反時限過流保護（可經(jīng)低壓閉鎖）、兩段式零序I01過流/反時限過流保護、兩段式零序I02過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護（可經(jīng)低壓閉鎖）、過負荷告警、過負荷跳閘、失壓跳閘、失壓告警、過電壓保護、零序過壓保護、逆功率保護、低頻減載/高頻保護（可經(jīng)滑差閉鎖）、PT斷線告警、控制回路斷線告警、FC回路配合的過流閉鎖功能、非電量保護、檢同期
4）AM5SE-C電容器保護測控裝置
兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、自產(chǎn)零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路斷線告警
5）AM5SE-UB PT監(jiān)測并列一體裝置
I母PT投入、II母PT投入、PT自動并列解列、PT遙控并列解列、I母PT低電壓告警、I母PT過電壓告警、I母PT零序過壓告警、I母PT斷線告警、II母PT低電壓告警、II母PT過電壓告II母PT零序過壓告警、II母PT斷線告警。
本項目35kV微機保護采用組屏方式安裝，三面保護屏、遠動通信屏、計量屏、交流系統(tǒng)屏以及直流系統(tǒng)屏、綜合自動化電力監(jiān)控系統(tǒng)放置在本工程三樓35kV配電室；10kV微機保護就地分散安裝在一樓各個10kV高壓開關(guān)柜上，現(xiàn)場情況如下圖。
圖3 1#主變保護屏
圖4 2#主變保護屏
圖5 進線公用測控屏
圖5 35kV站內(nèi)主變保護屏、公用測控屏、計量屏、遠動通訊屏
圖6 10kV AM5SE系列保護裝置
圖7 Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)
4 現(xiàn)場調(diào)試整定
根據(jù)變壓器的容量以及電壓等級，供電公司提供了對應(yīng)的定值清單，其中，AM5SE-D2差動保護定值如下：
現(xiàn)場微機保護裝置、屏柜及電力監(jiān)控系統(tǒng)，在送電前均一一調(diào)試，測試通過后送電運行。該項目已于2020年送電使用，現(xiàn)運行正常。
5 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，保證無故障設(shè)備繼續(xù)正常運行，將事故限制在最小范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性，限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的35kV配電工程通過對各個保護對象裝設(shè)對應(yīng)的保護裝置，不但使整個配電工程實現(xiàn)了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度，提高了設(shè)備運行的可靠性。
參考文獻
[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2019.11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.2019.7月版
[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.1月版
作者介紹：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監(jiān)測及剩余電流監(jiān)測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）
