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(jìn)步，促進(jìn)電力電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，而微機(jī)保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行起到有效的保護(hù)作用。本文介紹的微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對(duì)35kV配電工程中不同保護(hù)對(duì)象提供對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能，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(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無(wú)人或少人值班。
關(guān)鍵詞：安全性；穩(wěn)定性；微機(jī)保護(hù)裝置；綜合自動(dòng)化；
0引言
無(wú)錫某35kV變電站的設(shè)備已經(jīng)運(yùn)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(duì)變電站安全運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅。因此，對(duì)變電站的主變、35kV設(shè)備、10kV設(shè)備進(jìn)行更換十分必要且刻不容緩。
微機(jī)保護(hù)裝置可以保障該配電工程電力系統(tǒng)的安全及正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，在裝置的保護(hù)下可以在較短的時(shí)間以及范圍內(nèi)，及時(shí)的從系統(tǒng)里面切除或者隔離有問(wèn)題的器件，或者是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)向電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，借以電力維護(hù)人員及時(shí)解決問(wèn)題，微機(jī)保護(hù)裝置不僅能保護(hù)設(shè)備器件不受損壞，還由于能夠自動(dòng)切斷隔離降低了連帶故障發(fā)生的機(jī)會(huì)。
1 項(xiàng)目概況
該35kV變電站位于江蘇省無(wú)錫市惠山鎮(zhèn)，為戶(hù)內(nèi)變電站，始建于1988年，于1988年投運(yùn)，為該項(xiàng)目?jī)?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(jìn)線1回，2臺(tái)主變電壓等級(jí)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(jìn)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(kāi)關(guān)設(shè)備采用戶(hù)內(nèi)金屬鎧裝移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜，主變進(jìn)線柜、進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜額定電流選用1250A，額定開(kāi)斷電流選用31.5kA。電流互感器選用戶(hù)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。35kV電壓互感器選用戶(hù)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)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(zhǔn)確級(jí)組合0.5/3P。本期主變壓器選用雙繞組油浸式自冷型無(wú)勵(lì)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(hù)內(nèi)金屬鎧裝移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜，主變進(jìn)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(kāi)斷電流選用25kA。10kV電壓互感器選用戶(hù)內(nèi)環(huán)氧樹(shù)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(zhǔn)確級(jí)組合 0.5/3P。
2 項(xiàng)目需求
本項(xiàng)目35kV變電站為終端用戶(hù)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(yùn)行：35kV進(jìn)線側(cè)配置1套線路保護(hù)，拆除站內(nèi)老式的繼電器保護(hù)設(shè)備及柜體，新上主變保護(hù)柜2面，公用測(cè)控柜1面；10kV配置就地微機(jī)保護(hù)裝置；監(jiān)控中心配置運(yùn)動(dòng)通訊柜1面、計(jì)量柜1面、交流系統(tǒng)柜2面、直流系統(tǒng)柜3面、綜合自動(dòng)電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000Z一套，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù)。
本次針對(duì)該35kV配電工程改造項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，35kV主變按主保護(hù)加后備保護(hù)配置：差動(dòng)保護(hù)裝置AM5SE-D2、高后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、低后備保護(hù)裝置AM5SE-TB（包含10kV進(jìn)線保護(hù)）、公共測(cè)控裝置AM5SE-K；35kV進(jìn)線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置；10kV出線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置；10kV電容器柜配置AM5SE-C電容器保護(hù)裝置；10kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測(cè)裝置。
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-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)的功能如下：
1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：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(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。
2）電參量查詢(xún)：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(wú)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(xún)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(wú)功功率、正向有功電能等，報(bào)表格式有日?qǐng)?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(kāi)關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
5）歷史事件查詢(xún)：能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)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(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)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(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)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(dòng)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(kāi)關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
8）曲線查詢(xún)：能夠查詢(xún)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(wú)功功率、功率因數(shù)等所有遙測(cè)量。
9）用戶(hù)權(quán)限管理：設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能，通過(guò)用戶(hù)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(kù)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(hù)，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(dòng)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(duì)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(duì)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(cè)。
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(jì)7面高壓柜，配置微機(jī)保護(hù)16臺(tái)，2只溫度巡檢儀；10kV變電站共計(jì)15面高壓柜，配置微機(jī)保護(hù)10臺(tái)，整個(gè)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(gè)配電室所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號(hào)與數(shù)量如下：
1）AM5SE-D2主變差動(dòng)保護(hù)裝置
差動(dòng)越限告警、CT斷線告警、比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)
2）AM5SE-TB后備保護(hù)裝置
三段式過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖）、兩段式零序過(guò)流保護(hù)、零序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、啟動(dòng)通風(fēng)保護(hù)、閉鎖有載調(diào)壓（常閉點(diǎn)）、非電量保護(hù)、兩段間隙零序過(guò)流保護(hù)、兩段零序過(guò)壓保護(hù)、控制回路斷線告警、PT斷線告警、FC回路配合的過(guò)流閉鎖功能、自產(chǎn)零序過(guò)流保護(hù)
3）AM5SE-F線路保護(hù)裝置
三段式過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)低壓閉鎖，可帶方向）、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)低壓閉鎖）、兩段式零序I01過(guò)流/反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、兩段式零序I02過(guò)流/反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、重合閘、后加速過(guò)流保護(hù)（可經(jīng)低壓閉鎖）、過(guò)負(fù)荷告警、過(guò)負(fù)荷跳閘、失壓跳閘、失壓告警、過(guò)電壓保護(hù)、零序過(guò)壓保護(hù)、逆功率保護(hù)、低頻減載/高頻保護(hù)（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(guò)流閉鎖功能、非電量保護(hù)、檢同期
4）AM5SE-C電容器保護(hù)測(cè)控裝置
兩段式定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、兩段式零序過(guò)流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、自產(chǎn)零序過(guò)電壓保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、非電量保護(hù)、PT斷線告警、控制回路斷線告警
5）AM5SE-UB PT監(jiān)測(cè)并列一體裝置
I母PT投入、II母PT投入、PT自動(dòng)并列解列、PT遙控并列解列、I母PT低電壓告警、I母PT過(guò)電壓告警、I母PT零序過(guò)壓告警、I母PT斷線告警、II母PT低電壓告警、II母PT過(guò)電壓告II母PT零序過(guò)壓告警、II母PT斷線告警。
本項(xiàng)目35kV微機(jī)保護(hù)采用組屏方式安裝，三面保護(hù)屏、遠(yuǎn)動(dòng)通信屏、計(jì)量屏、交流系統(tǒng)屏以及直流系統(tǒng)屏、綜合自動(dòng)化電力監(jiān)控系統(tǒng)放置在本工程三樓35kV配電室；10kV微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在一樓各個(gè)10kV高壓開(kāi)關(guān)柜上，現(xiàn)場(chǎng)情況如下圖。
圖3 1#主變保護(hù)屏
圖4 2#主變保護(hù)屏
圖5 進(jìn)線公用測(cè)控屏
圖5 35kV站內(nèi)主變保護(hù)屏、公用測(cè)控屏、計(jì)量屏、遠(yuǎn)動(dòng)通訊屏
圖6 10kV AM5SE系列保護(hù)裝置
圖7 Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)
4 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試整定
根據(jù)變壓器的容量以及電壓等級(jí)，供電公司提供了對(duì)應(yīng)的定值清單，其中，AM5SE-D2差動(dòng)保護(hù)定值如下：
現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)裝置、屏柜及電力監(jiān)控系統(tǒng)，在送電前均一一調(diào)試，測(cè)試通過(guò)后送電運(yùn)行。該項(xiàng)目已于2020年送電使用，現(xiàn)運(yùn)行正常。
5 結(jié)語(yǔ)
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(dòng)迅速地、有選擇性地動(dòng)作于斷路器將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無(wú)故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，將事故限制在最小范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，限度地保證向用戶(hù)安全、連續(xù)供電。本文介紹的35kV配電工程通過(guò)對(duì)各個(gè)保護(hù)對(duì)象裝設(shè)對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置，不但使整個(gè)配電工程實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，還有效地降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
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(cè).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(jì)與產(chǎn)品二次原理圖集.2019.7月版
[3] 安科瑞用戶(hù)變電站綜合自動(dòng)化與運(yùn)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?yàn)榻^緣監(jiān)測(cè)及剩余電流監(jiān)測(cè)， QQ：3007723194 手機(jī)：13482141563（微信同號(hào)）
