宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201800
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，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；穩定性；微機保護裝置；綜合自動化；
0引言
無錫某35kV變電站的設備已經運行了將近30年，設備老舊，一次、二次設備均為已淘汰的老舊設備，可靠性差，若繼續使用，對變電站安全運行構成潛在威脅。因此，對變電站的主變、35kV設備、10kV設備進行更換十分必要且刻不容緩。
微機保護裝置可以保障該配電工程電力系統的安全及正常的運轉，當電力系統出現故障的時候，在裝置的保護下可以在較短的時間以及范圍內，及時的從系統里面切除或者隔離有問題的器件，或者是在電力系統出現問題時向電力監控系統發出報警信號，借以電力維護人員及時解決問題，微機保護裝置不僅能保護設備器件不受損壞，還由于能夠自動切斷隔離降低了連帶故障發生的機會。
1 項目概況
該35kV變電站位于江蘇省無錫市惠山鎮，為戶內變電站，始建于1988年，于1988年投運，為該項目內部生活、工作、生產用電使用。
該工程35kV系統為單母線接線,本期35kV進線1回，2臺主變電壓等級為35kV/10kV。10kV系統本期為單母分段接線，4回出線間隔，2回主變10kV進線間隔，2回并聯電力電容器間隔，2回分段間隔，3回母線設備。
本工程35kV開關設備采用戶內金屬鎧裝移開式高壓開關柜，主變進線柜、進線開關柜額定電流選用1250A，額定開斷電流選用31.5kA。電流互感器選用戶內環氧樹脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。35kV電壓互感器選用戶內環氧樹脂澆注式，全封閉、全工況電壓互感器，電壓比為(35/√3)/(0.1/√3)/(0.1/3), 準確級組合0.5/3P。本期主變壓器選用雙繞組油浸式自冷型無勵磁調壓電力變壓器，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采用戶內金屬鎧裝移開式高壓開關柜，主變進線柜、分段柜、電容器柜、出線柜斷路器額定電流選用1250A，額定開斷電流選用25kA。10kV電壓互感器選用戶內環氧樹脂澆注式，全封閉、全工況電壓互感器，電壓比為(10/√3)/(0.1/√3)/(0.1/3),準確級組合 0.5/3P。
2 項目需求
本項目35kV變電站為終端用戶變，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行：35kV進線側配置1套線路保護，拆除站內老式的繼電器保護設備及柜體，新上主變保護柜2面，公用測控柜1面；10kV配置就地微機保護裝置；監控中心配置運動通訊柜1面、計量柜1面、交流系統柜2面、直流系統柜3面、綜合自動電力監控系統Acrel-2000Z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配電工程改造項目中不同保護對象配置不同微機保護裝置，35kV主變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、低后備保護裝置AM5SE-TB（包含10kV進線保護）、公共測控裝置AM5SE-K；35kV進線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；10kV出線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；10kV電容器柜配置AM5SE-C電容器保護裝置；10kV母線設備柜配置AM5SE-UB PT并列及監測裝置。
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-2000Z電力監控系統，其可實現的功能如下：
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。
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。
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。
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。
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。
3 產品方案
本工程分為35kV變電站和10kV變電站，35kV變電站共計7面高壓柜，配置微機保護16臺，2只溫度巡檢儀；10kV變電站共計15面高壓柜，配置微機保護10臺，整個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
整個配電室所設微機保護型號與數量如下：
1）AM5SE-D2主變差動保護裝置
差動越限告警、CT斷線告警、比率制動差動保護、差動速斷保護
2）AM5SE-TB后備保護裝置
三段式過流保護（可經復合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護（可經復合電壓閉鎖）、兩段式零序過流保護、零序反時限過流保護、過負荷保護、啟動通風保護、閉鎖有載調壓（常閉點）、非電量保護、兩段間隙零序過流保護、兩段零序過壓保護、控制回路斷線告警、PT斷線告警、FC回路配合的過流閉鎖功能、自產零序過流保護
3）AM5SE-F線路保護裝置
三段式過流保護（可經低壓閉鎖，可帶方向）、反時限過流保護（可經低壓閉鎖）、兩段式零序I01過流/反時限過流保護、兩段式零序I02過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護（可經低壓閉鎖）、過負荷告警、過負荷跳閘、失壓跳閘、失壓告警、過電壓保護、零序過壓保護、逆功率保護、低頻減載/高頻保護（可經滑差閉鎖）、PT斷線告警、控制回路斷線告警、FC回路配合的過流閉鎖功能、非電量保護、檢同期
4）AM5SE-C電容器保護測控裝置
兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、自產零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路斷線告警
5）AM5SE-UB PT監測并列一體裝置
I母PT投入、II母PT投入、PT自動并列解列、PT遙控并列解列、I母PT低電壓告警、I母PT過電壓告警、I母PT零序過壓告警、I母PT斷線告警、II母PT低電壓告警、II母PT過電壓告II母PT零序過壓告警、II母PT斷線告警。
本項目35kV微機保護采用組屏方式安裝，三面保護屏、遠動通信屏、計量屏、交流系統屏以及直流系統屏、綜合自動化電力監控系統放置在本工程三樓35kV配電室；10kV微機保護就地分散安裝在一樓各個10kV高壓開關柜上，現場情況如下圖。
圖3 1#主變保護屏
圖4 2#主變保護屏
圖5 進線公用測控屏
圖5 35kV站內主變保護屏、公用測控屏、計量屏、遠動通訊屏
圖6 10kV AM5SE系列保護裝置
圖7 Acrel-2000Z電力監控系統
4 現場調試整定
根據變壓器的容量以及電壓等級，供電公司提供了對應的定值清單，其中，AM5SE-D2差動保護定值如下：
現場微機保護裝置、屏柜及電力監控系統，在送電前均一一調試，測試通過后送電運行。該項目已于2020年送電使用，現運行正常。
5 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，將事故限制在最小范圍，提高系統運行的可靠性，限度地保證向用戶安全、連續供電。本文介紹的35kV配電工程通過對各個保護對象裝設對應的保護裝置，不但使整個配電工程實現了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度，提高了設備運行的可靠性。
參考文獻
[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11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.2019.7月版
[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.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，主要研究方向為絕緣監測及剩余電流監測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）
