安科瑞 繆凱倫
摘 要:現(xiàn)如今,各領(lǐng)域不斷的進(jìn)步,促使電力電網(wǎng)的快速發(fā)展,人們對電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高,而微機(jī)保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行起到合理的保護(hù)作用。本文介紹的微機(jī)保護(hù)裝置,可以針對35kV配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能,并且通過變電站綜合自動化系統(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;可靠性;微機(jī)保護(hù)裝置;變電站綜合自動化系統(tǒng);
1 項目概況
山東凱瑞英材料科技有限公司位于山東省德州市樂陵市循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范園高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)孵化基地,成立于2018年03月30日。經(jīng)營范圍包括一般項目:技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)交流、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)推廣;化工產(chǎn)品生產(chǎn)(不含許可類化工產(chǎn)品);化工產(chǎn)品銷售(不含許可類化工產(chǎn)品);基礎(chǔ)化學(xué)原料制造(不含危險化學(xué)品等許可類化學(xué)品的制造)。(除依法須經(jīng)批準(zhǔn)的項目外,憑營業(yè)執(zhí)照依法自主開展經(jīng)營活動)許可項目:危險化學(xué)品生產(chǎn);二、三類監(jiān)控化學(xué)品和第四類監(jiān)控化學(xué)品中含磷、硫、氟的特定有機(jī)化學(xué)品生產(chǎn);技術(shù)進(jìn)出口;貨物進(jìn)出口;建設(shè)工程設(shè)計;各類工程建設(shè)活動。
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(tǒng)和總變10kV配電系統(tǒng); 10kV循環(huán)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(guān)柜,進(jìn)出線方式為電纜下進(jìn)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(guān)柜,進(jìn)出線方式為銅排上進(jìn),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(huán)水場變電所配置25面KYN28A-12(Z)中置式開關(guān)柜,進(jìn)出線方式為電纜下進(jìn),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(guān)柜,進(jìn)出線方式為電纜下進(jìn),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(jīng)由35kV/10kV變壓器,降至10kV電引入開閉所,再由開閉所進(jìn)行分配電能至各個分變電所,整個變電站的一次系統(tǒng)干線圖以及平面布局圖如下:
圖1 一次系統(tǒng)干線圖
圖2 35kV變電站和10kV開閉所平面布局圖
圖3 循環(huán)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(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行:需在35kV側(cè)和10kV側(cè)各高壓開關(guān)柜配置微機(jī)保護(hù)裝置,智能操控?zé)o線測溫整體化裝置,以及變電站綜合自動化系統(tǒng)Acrel-1000一套,實現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實時監(jiān)視和保護(hù)。
本次針對該35kV配電工程項目中不同保護(hù)對象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置,35kV主變柜按主保護(hù)加后備保護(hù)配置:差動保護(hù)裝置AM5SE-D2、高后備保護(hù)裝置AM5SE-TB;35kV進(jìn)線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置;35kV分段柜配置AM5SE-B備自投保護(hù)裝置;35kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測裝置;10kV開閉所進(jìn)線柜配置AM5SE-TB低后備保護(hù)裝置;裝置變電所和循環(huán)水場變電所10kV進(jìn)線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置;10kV備用出線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置;10kV電容補(bǔ)償柜配置AM5SE-C電容器保護(hù)裝置;10kV電動機(jī)出線柜配置AM5SE-M電動機(jī)保護(hù)裝置,10kV變壓器出線柜配置AM5SE-T變壓器保護(hù)裝置;10kV分段柜配置AM5SE-B備自投保護(hù)裝置;10kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測裝置。其中,根據(jù)本次項目需求,在AM5SE-TB低后備保護(hù)裝置上增加遙控升檔,遙控降檔,遙控急停,來實現(xiàn)主變壓器的檔位調(diào)節(jié),并采集變壓器的檔位信號,上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng);在35kV側(cè)進(jìn)線柜和分段柜對應(yīng)的保護(hù)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(chǎn),能夠可靠合環(huán)。針對各高壓開關(guān)柜配置智能操控?zé)o線測溫整體化裝置ASD320,每面開關(guān)柜配置6點(diǎn)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(guān)柜配置CT取電型無線測溫傳感器ATE400。各型號產(chǎn)品主要實現(xiàn)的功能如下:
3 產(chǎn)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(jī)保護(hù)裝置、ASD320-P6智能操控?zé)o線測溫整體化裝置、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(tǒng)需求
為實時監(jiān)視整個配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集,該項目配置一套Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng),主要實現(xiàn)凱瑞英35kV各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、智能操控裝置、多功能儀表、第三方低壓保護(hù)裝置。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,現(xiàn)場設(shè)置的裝置采用屏蔽雙絞線連接至各變電所通信管理機(jī),各變電所通信管理機(jī)將數(shù)據(jù)分類處理后,通過網(wǎng)線連接至交換機(jī),上傳至變電站綜合自動化系統(tǒng),實現(xiàn)電力監(jiān)控功能,同時,該項目配備了雙機(jī)熱備功能,正常情況下主機(jī)擔(dān)任采集監(jiān)控任務(wù),從機(jī)同步主機(jī)中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù),當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常、CPU異常、斷電等故障時,從機(jī)主動承擔(dān)采集監(jiān)控任務(wù),并在主機(jī)恢復(fù)工作時將數(shù)據(jù)同步傳回。整個系統(tǒng)的架構(gòu)如下:
圖8 系統(tǒng)架構(gòu)圖
Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)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(yùn)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)。
圖9 35kV變電站配電監(jiān)測界面
圖10 10kV開閉所I段母線配電監(jiān)測界面
圖11 10kV開閉所II段母線配電監(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(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)行報表: 查詢各回路或設(shè)備時間的運(yùn)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。
圖12 電參量統(tǒng)計報表
圖13 有功電能統(tǒng)計報表
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(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)事件和報警信息進(jìn)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(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(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(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。
圖14 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
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(jìn)行遠(yuǎn)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(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
5 現(xiàn)場安裝圖片
本項目各微機(jī)保護(hù)裝置、智能操控?zé)o線測溫整體化、多功能儀表就地安裝在各個高壓開關(guān)柜上,變電站綜合自動化系統(tǒng)主機(jī)放置于高壓配電房值班室內(nèi)中,現(xiàn)場安裝圖片如下。
圖15 現(xiàn)場安裝圖片
6 結(jié)語
微機(jī)保護(hù)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,保證設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行,將事故限制在較小范圍,提高系統(tǒng)運(yùn)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(tǒng),可以通過通信管理機(jī)及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實時采集微機(jī)保護(hù)裝置、智能操控裝置、多功能儀表等二次設(shè)備數(shù)據(jù),實現(xiàn)整個廠區(qū)供配電系統(tǒng)的全方面電力監(jiān)控與自動化管理,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,實現(xiàn)無人或少人值班。
參考文獻(xiàn)
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