摘 要:現如今,各領域不斷的進步,促進電力電網的快速發展,人們對電力系統運行的安全性以及穩定性的要求越來越高,而微機保護裝置能夠對電力系統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的保護功能,并且通過變電站綜合自動化系統采集相關遙測、遙信數據進行監控,能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量,有利于實現變電站綜合自動化,實現無人或少人值班。
關鍵詞:安全性;可靠性;微機保護裝置;變電站綜合自動化系統;
1 項目概況
寧夏天澤新材料科技有限公司成立于2019年8月,注冊資本6000萬元,位于青銅峽工業園區,是專業從事有機氟產品研制、開發和生產的化工企業,項目總投資近10億元,占地443.3畝,總建筑面積9.3萬平方米。現擁有各項發明專利12項,是寧夏重點扶持的高新材料制造企業。主要產品包括二氟一氯乙烷(R-142b)、偏氟乙烯(VDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、電池級氟化鋰(LiF)、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯等。公司注重各種含氟新材料的研究開發,瞄準國內外產品市場,力求與世界先進技術發展同步,本項目產品工藝成熟、先進,質量可靠。
本工程為寧夏天澤新材料科技有限公司35kV供配電工程,共有35kV總變電所一個,包括35kV配電系統和總變10kV配電系統;東區配電室一個;西區配電室一個。本工程一期用電容量為10000kVA,采用單電源供電,供電電源暫由110kV新橋變322橋鼎線T接引入;35kV電力電纜型號為3*(ZR-YJV62-26/35-1*400),引入35kV變電所35kV高壓進線柜。最終電源由220kV小壩變35kV供電間隔T接引入。本工程35kV主變選用型號SZ13-10000/35的三相雙繞組有載調壓電力變壓器,容量為10000kVA。本變電站35kV部分共設KYN61-40.5型鎧裝移開式高壓開關柜6面,接線方式為單母線接線方式,進、出線柜內斷路器采用ZN85-40.5kV型固封極柱式真空斷路器,柜體布置方式為單列布置。
本變電站10kV部分共設KYN28A-12型鎧裝中置式高壓開關柜6面,接線方式為單母線分段接線方式,進、出線柜內斷路器采用ZN63-12kV型固封極柱式真空斷路器,柜體布置方式為單列布置。本項目東區配電室設KYN28A-12型高壓開關柜9面,采用雙電源供電,主供電源由新建35kV變電站10kV出線柜“T”接引入,備用保安電源由110kV盛家墩變512新材線干線115#線桿“T”接引入,兩路電源在高壓側不設母聯。西區配電室設KYN28A-12型高壓開關柜6面,采用雙電源供電,主供電源由新建35kV變電站10kV出線柜“T”接引入,備用保安電源由東區配電室2AH4高壓出線柜“T”接引入,兩路電源在高壓側不設母聯。
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市電引入后經由35kV/10kV變壓器,降至10kV電引入開閉所,再由開閉所進行分配電能至各個分變電所,整個變電站的一次系統干線圖以及平面布局圖如下:
圖1 一次系統干線圖
圖2 35kV變電站和10kV開閉所平面布局圖
圖3 東區配電室平面布局圖
圖4 西區配電室平面布局圖
2 項目需求
本項目35kV變電站為終端用戶變,35kV采用單母線接線,為防止35kV變電站故障涉及其它變電所安全運行:需在35kV側配置主變保護柜2面,以及變電站綜合自動化系統Acrel-1000一套,實現對高壓柜的設備運行情況實時監視和保護。
本次針對該35kV配電工程項目中不同保護對象配置不同微機保護裝置,35kV主變柜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、高側測控裝置AM5SE-K、低側測控裝置AM5SE-K;35kV進線柜配置AM5-F線路保護裝置;10kV電容補償柜配置AM5-C電容器保護裝置;10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護裝置;10kV分段柜(預留)配置AM5-B備自投保護裝置;10kV母線設備柜配置AM5SE-UB PT并列及監測裝置,10kV出線柜配置AM5-F線路保護裝置。針對各高壓開關柜配置智能操控無線測溫一體化裝置ASD320,每面開關柜配置6點測溫,其中,PT柜配置電池型無線測溫傳感器ATE200,其余高壓開關柜配置CT取電型無線測溫傳感器ATE400。各型號產品主要實現的功能如下:
3 產品方案
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AM5/AM5SE系列微機保護裝置、ASD320-P6智能操控無線測溫一體化裝置、AMC96多功能儀表,此外,每個主變柜還需配置一只UP858-19AN檔位變送器和一只ARTM-8溫度巡檢儀,檔位變送器用于對主變壓器的檔位進行調節,溫度巡檢儀用于對主變壓器溫度的測量,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開閉所上圖方案
整個配電室所配置產品型號與數量如下:
4 系統需求
為實時監視整個配電室的運行以及數據采集,該項目配置一套Acrel-1000變電站綜合自動化系統,主要實現寧夏天澤35kV各個變電所的用電監控與管理。監控范圍主要為變電所的微機保護裝置。本系統由用戶管理層、網絡通信層、現場設備層三部分組成,現場設置的裝置采用屏蔽雙絞線連接至各變電所通信管理機,各變電所通信管理機將數據分類處理后,通過網線連接至交換機,上傳至監控系統主機,實現電力監控功能。整個系統的架構如下:
圖7 系統架構圖
Acrel-1000變電站綜合自動化系統可實現的功能如下:
1)實時監測:以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態,可以實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態。
圖8 35kV變電站配電監測界面
圖9 10kV開閉所配電監測界面
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、正向有功電能等。
3)運行報表: 查詢各回路或設備指定時間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、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10 電參量統計報表
4)實時告警:能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位,保護動作、事故跳閘等事件發出告警。
5)歷史事件查詢:能夠對遙信變位,保護動作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統事件和報警信息進行歷史追溯,查詢統計、事故分析。
6)故障錄波:能夠在系統發生故障時,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態信息,包括開關位置、 保護動作狀態、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。
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、功率因數等所有遙測量。
圖11 歷史曲線查詢
9)用戶權限管理:設置了用戶權限管理功能,通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控的操作,數據庫修改等)。系統可以定義不同操作權限的權限組(如管理員組、工程師組、操作員組等),在每個權限組里分配不同用戶,為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
10)網絡拓撲圖:支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態,能夠完整的顯示整個系統網絡結構;可在線診斷設備通訊狀態,發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖12 網絡拓撲圖
11)遙控功能:根據電力規程要求,可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。
12)通信管理:可以對整個配電系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監測。
5 現場安裝圖片
本項目35kV主變保護采用組屏方式安裝,35kV進線柜以及10kV設備就地安裝在各個高壓開關柜上,電力監控系統主機放置于高壓配電房值班室內中,現場安裝圖片如下。
圖13 現場安裝圖片
6 結語
微機保護裝置在電力系統中具有舉足輕重的地位,它能夠反應設備的故障和不正常工作狀態并自動迅速地、有選擇性地動作于斷路器將故障設備從系統中切除,保證無故障設備繼續正常運行,將事故限制在小范圍,提高系統運行的可靠性,保證向用戶安全、連續供電。Acrel-1000變電站綜合自動化系統,可以通過通信管理機及網絡交換機實時采集微機保護裝置、智能操控裝置、多功能儀表等二次設備數據,實現整個廠區供配電系統的全面電力監控與自動化管理,能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量,實現無人或少人值班。
參考文獻
[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.6月版
[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.2020.10月版
[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.9月版
審核編輯黃昊宇
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