安科瑞徐行德

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)行起到有效的保護(hù)作 用。本文介紹的 AM5 系列微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護(hù)對象提供對 應(yīng)的保護(hù)功能，并且通過電力監(jiān)控系統(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(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人或少人 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；高速公路；電力監(jiān)控系統(tǒng)

1 概述

荔浦至玉林公路是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中呼和浩特至北海高速公路（G59）重要路段， 也是廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃“6 橫 7 縱 8 支線”中“縱 2” 資源（梅溪）至鐵山港高速公路重 要組成部分。項(xiàng)目起自荔浦市城東北蒙村，接在建的汕頭至昆明國家高速公路陽朔至鹿寨段， 經(jīng)新圩、文圩、官成、馬皮、社步、大洋、仁厚，止于玉林市新橋鎮(zhèn)，接已建的呼和浩特至 北海國家高速公路玉林至鐵山港段，主線全長約 263 公里，全線設(shè)置 21 處互通式立交，同 步建設(shè) 8 條互通連接線約 81 公里。主線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其中荔浦至平 南段設(shè)計(jì)速度 100 公里/小時(shí)，路基寬度 26 米；平南至玉林段設(shè)計(jì)速度 120 公里/小時(shí), 路 基寬 27 米。

本項(xiàng)目配電工程共有 16 個(gè)變電所。其中，田嶺、東秀 1/2 號、宜大、枇杷沖 1/2 號、 古柜 1/2 號、官成隧道變電所采用單市電+柴油發(fā)電機(jī)供電方案，柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)線與變壓 器的低壓進(jìn)線互鎖，市電正常情況下變壓器工作，當(dāng)市電停電時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)投入，為 一級負(fù)荷以及部分二級負(fù)荷供電，同時(shí)配置了 EPS 與 UPS 作為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的不 間斷電源。文圩隧道變電所采用來自不同區(qū)域的 35kV 降壓站的雙 10kV 電源的供電方案，雙 10kV 市電電源（一用一備）在 1#變電所接入 10kV 雙電源切換柜，兩路電源在 10kV 切換柜 內(nèi)機(jī)械電氣互鎖，當(dāng)主用電源停電后，自動(dòng)切換為備用電源給隧道供電，#變電所高壓柜出 2 回 NH-YJV22-10kV 電纜（一主一備），給 2#、3#變電所（配電橫洞）及 4#變電所供電， 這 2 回 10kV 電纜在 2#、3#、4#變電所內(nèi)的 10kV 切換柜內(nèi)機(jī)械電氣互鎖，同時(shí)配置了 EPS 與 UPS 作為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的不間斷電源。鳳興、陳藤 1/2 號隧道變電所采用單市 電供電方案，并預(yù)留發(fā)電機(jī)接口，當(dāng)市電停電時(shí)，運(yùn)營管理人員從就近的管理站調(diào)度便攜式 發(fā)電組到現(xiàn)場，柴油發(fā)電機(jī)通過預(yù)留 ATS 接口投入工作，為重要負(fù)荷供電，同時(shí)配置了 EPS 與 UPS 作為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的不間斷電源。

2 項(xiàng)目需求

本次針對荔浦至玉林高速公路配電工程項(xiàng)目中不同保護(hù)對象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置， 10kV 進(jìn)線柜配置 AM5-F 線路保護(hù)裝置；10kV 變壓器出線柜配置 AM5-T 變壓器保護(hù)裝置。這 兩款微機(jī)保護(hù)裝置主要通過以下保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù)：

1）AM5-F 線路保護(hù)裝置

三段式過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時(shí)限過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉 鎖）、兩段式零序 I01 過流/反時(shí)限過流/后加速過流保護(hù)、兩段式零序 I02 過流/反時(shí)限過 流/后加速過流保護(hù)、重合閘、后加速過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）、過負(fù)荷告警、過負(fù)荷 跳閘、失壓跳閘、失壓告警、低頻減載/高頻保護(hù)（可經(jīng)滑差閉鎖）、PT 斷線告警、控故障 告警、FC 回路配合的過流閉鎖功能、非電量保護(hù)、逆功率保護(hù)、零序過壓跳閘、零序過壓 告警、過電壓跳閘、過電壓告警、二次諧波閉鎖、間歇接地保護(hù)

2）AM5-T 變壓器保護(hù)裝置

三段式過電流保護(hù)（可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、可經(jīng)二次諧波閉鎖）、反時(shí)限過流保護(hù)（可經(jīng) 復(fù)合電壓閉鎖）、兩段式零序 I01 過流/反時(shí)限過流保護(hù)、兩段式零序 I02 過流/反時(shí)限過流 保護(hù)、過負(fù)荷告警、過負(fù)荷跳閘、PT 斷線告警、控故障告警、FC 回路配合的過流閉鎖功能、 二次諧波閉鎖、間歇接地保護(hù)

3 產(chǎn)品方案

本工程 10kV 配電工程共有 16 個(gè)變電所，以田嶺、文圩隧道變電所為例，上圖方案如下：

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整個(gè)荔浦至玉林高速公路共有 16 個(gè)隧道變電所，其中，陳藤 1/2 號變電所采用的是負(fù) 荷開關(guān)+熔斷器保護(hù)方案，不設(shè)微機(jī)保護(hù)，其余 14 個(gè)隧道變電所所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號與數(shù)量如 下：

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上述變電所共配置 44 臺微機(jī)保護(hù)裝置，此外，本項(xiàng)目針對低壓各回路配置 PZ96 電能表， 共計(jì) 740 只。

4 系統(tǒng)需求

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)，主要實(shí)現(xiàn)對荔浦至玉林高速公路各個(gè)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、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、郵箱液位儀、 風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)器和照明控制器。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)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類 處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個(gè) 系統(tǒng)的架構(gòu)如下：

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Acrel-2000Z 電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1）實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(dòng)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)。

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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(bào)表： 查詢各回路或設(shè)備指定時(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、總無功功率、正向有功電能等，報(bào)表格式 有日報(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：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)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯， 查詢統(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(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，包括開關(guān)位 置、 保護(hù)動(dòng)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(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(gè)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(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。

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11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對整個(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。

5 現(xiàn)場安裝圖片

本項(xiàng)目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個(gè)高壓開關(guān)柜上，保護(hù)裝置以及電能表現(xiàn)場安裝如下 圖所示。

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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(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，最大限度地保證向用戶安全、 連續(xù)供電。本文介紹的 AM5 系列微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護(hù)對象 提供對應(yīng)的保護(hù)功能，并且通過電力監(jiān)控系統(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(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人 或少人值班。

參考文獻(xiàn)

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[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.2020.10 月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動(dòng)化與運(yùn)維解決方案.2020.5 月版

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