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            ARTICLE/ 技術(shù)文章
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            變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在山東凱瑞英材料科技有限公司的應(yīng)用

            更新時(shí)間:2023-01-09瀏覽:855次

            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(dòng)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(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;可靠性;微機(jī)保護(hù)裝置;變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng); 
             
            1 項(xiàng)目概況
                  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(gè),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(gè);10kV裝置變電所一個(gè)。本工程由兩路35kV電源供電,安裝兩臺(tái)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(gè)35kV變電站和1個(gè)10kV開閉所,2個(gè)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(gè)分變電所,整個(gè)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(xiàng)目需求
                   本項(xiàng)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線測溫一體化裝置,以及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)Acrel-1000一套,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)。
                    本次針對該35kV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,35kV主變柜按主保護(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;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(dòng)機(jī)出線柜配置AM5SE-M電動(dòng)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)主變壓器的檔位調(diào)節(jié),并采集變壓器的檔位信號(hào),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(shí),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線測溫一體化裝置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(hào)產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)的功能如下:
            3 產(chǎn)品方案
                     本工程分為一個(gè)35kV變電站、10kV開閉所和2個(gè)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線測溫一體化裝置、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(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-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)凱瑞英35kV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、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(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能,同時(shí),該項(xiàng)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(shí),從機(jī)主動(dòng)承擔(dān)采集監(jiān)控任務(wù),并在主機(jī)恢復(fù)工作時(shí)將數(shù)據(jù)同步傳回。整個(gè)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(dòng)化系統(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)。
            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(bào)表: 查詢各回路或設(shè)備某段時(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。
            圖12 電參量統(tǒng)計(jì)報(bào)表
            圖13 有功電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
                     4)實(shí)時(shí)告警:能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x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(chǔ)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。
             
            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(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)目各微機(jī)保護(hù)裝置、智能操控?zé)o線測溫一體化、多功能儀表就地安裝在各個(gè)高壓開關(guān)柜上,變電站綜合自動(dòng)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(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,保證設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行,將事故限制在小范圍,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,保證向用戶安全、連續(xù)供電。Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可以通過通信管理機(jī)及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)整個(gè)廠區(qū)供配電系統(tǒng)的全面電力監(jiān)控與自動(dòng)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(shí)現(xiàn)無人或少人值班。
             
             
            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.2020.6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.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.2021.9月版

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