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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201800
摘 要：現如今，各領(lǐng)域不斷的進(jìn)步，促進(jìn)電力電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對電力系統運行的安全性以及穩定性的要求越來(lái)越高，而微機保護裝置能夠對電力系統的運行起到保護作用。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(zhì)量，有利于實(shí)現變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現無(wú)人或少人值班。


關(guān)鍵詞：安全性；穩定性；微機保護裝置；綜合自動(dòng)化；


1 項目概況
恒大現代農業(yè)產(chǎn)業(yè)園位于上海崇明，該項目擬建設高科技智慧溫室8萬(wàn)平方米，主要運用全球頂級高新農業(yè)技術(shù)、農業(yè)設備和現代管理經(jīng)驗，采用全智能環(huán)境控制技術(shù)，大數據、物聯(lián)網(wǎng)和智能機械自動(dòng)化技術(shù)等，全季節生產(chǎn)，全過(guò)程集約化、標準化、智能化，打造綠色、高產(chǎn)的高科技農業(yè)。其中，智慧溫室是恒大上?，F代農業(yè)產(chǎn)業(yè)園項目的拳頭產(chǎn)品，擁有綜合環(huán)境控制系統，由信號采集系統、中心計算機、控制系統三大部分組成，利用該系統調節室內溫、光、水、肥、氣等諸多因素，實(shí)現全季節種植，穩步精細化管理，全年高產(chǎn)。恒大高科農業(yè)集團依托荷蘭庫伯、道森、森通等世界溫室制造商建設，配備騎士、普瑞瓦、豪根道等世界溫室自控系統技術(shù)，確保設計、生產(chǎn)、建設、運營(yíng)等各環(huán)節處于國際水平。
本工程35kV高壓柜采用戶(hù)內金屬鎧裝移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜，柜體顏色為RAL7035。真空斷路器采用正泰ZN85-40.5/T1250-25kA。電流互感器選用戶(hù)內環(huán)氧樹(shù)脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。電壓互感器選用戶(hù)內環(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(wú)勵磁調壓電力變壓器，容量為20MVA，電壓比為35±2x2.5%/10.5KV，變壓器的阻抗為Uk=6.4%，接線(xiàn)組別為Dy11。 進(jìn)出線(xiàn)方式為電纜下進(jìn)下出。
本工程10kV高壓柜采用戶(hù)內金屬鎧裝移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜。真空斷路器采用正泰ZN63A-12/T630-25kA。電流互感器選用戶(hù)內環(huán)氧樹(shù)脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。電壓互感器選用戶(hù)內環(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),準確級組合 0.5/3P。進(jìn)出線(xiàn)方式為電纜下進(jìn)下出。


2 項目需求
本項目35kV變電站為終端用戶(hù)變，35kV采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，為防止35kV變電站母線(xiàn)故障涉及其它變電所安全運行：需在35kV側配置主變保護柜1面，公用測控柜1面；10kV配置就地微機保護裝置；監控中心配置遠動(dòng)通訊柜1面、電力監控系統柜1面、10kV網(wǎng)絡(luò )交換機柜1面，實(shí)現對高壓柜的設備運行情況實(shí)時(shí)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主變柜既是進(jìn)線(xiàn)又是出線(xiàn)，所以按主保護加后備保護配置：差動(dòng)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；公用測控柜配置4臺公用測控裝置AM5SE-K；10kV出線(xiàn)柜配置AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置；10kV電容器柜配置AM5SE-C電容器保護裝置；10kV站變柜配置AM5SE-T變壓器保護裝置；10kV進(jìn)線(xiàn)柜配置AM5SE-K測控裝置；為實(shí)現低頻減載功能，在10kV PT柜單獨配置一臺AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置，此外，10kV PT柜還配置母線(xiàn)測控裝置AM5SE-F，這兩臺保護的邏輯都是單獨定制的，各型號主要實(shí)現的保護功能如下：

綜保型號	保護功能
AM5SE-D2	差動(dòng)越限告警、CT斷線(xiàn)告警、比率制動(dòng)差動(dòng)保護、差動(dòng)速斷保護
AM5SE-TB	三段式過(guò)流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時(shí)限過(guò)流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖）、兩段式零序過(guò)流保護、零序反時(shí)限過(guò)流保護、過(guò)負荷保護、啟動(dòng)通風(fēng)保護、閉鎖有載調壓（常閉點(diǎn)）、非電量保護、兩段間隙零序過(guò)流保護、兩段零序過(guò)壓保護、控制回路斷線(xiàn)告警、PT斷線(xiàn)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
AM5SE-F	三段式過(guò)流保護（可經(jīng)低壓閉鎖，可帶方向）、反時(shí)限過(guò)流保護（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、兩段式零序I02過(guò)流/反時(shí)限過(guò)流保護、重合閘、后加速過(guò)流保護（可經(jīng)低壓閉鎖）、過(guò)負荷告警、過(guò)負荷跳閘、失壓跳閘、失壓告警、過(guò)電壓保護、零序過(guò)壓保護、逆功率保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、PT斷線(xiàn)告警、控制回路斷線(xiàn)告警、FC回路配合的過(guò)流閉鎖功能、檢同期
AM5SE-T	三段式過(guò)電流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖）、反時(shí)限過(guò)流保護（可經(jīng)復合電壓閉鎖）、兩段式零序I01過(guò)流保護、兩段式零序I02過(guò)流保護、零序反時(shí)限過(guò)流保護、過(guò)負荷告警、過(guò)負荷跳閘、PT斷線(xiàn)告警、控制回路斷線(xiàn)告警、非電量保護、FC回路配合的過(guò)流閉鎖功能
AM5SE-C	兩段式定時(shí)限過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式零序過(guò)流保護、欠電壓保護、過(guò)電壓保護、自產(chǎn)零序過(guò)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(xiàn)告警、控制回路斷線(xiàn)告警

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4面高壓柜，配置微機保護8臺，1只模擬信號變送器；10kV變電站共計16面高壓柜，配置微機保護17臺，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)配電室所設微機保護型號與數量如下：

開(kāi)關(guān)柜編號	微機保護裝置型號	微機保護裝置數量	安裝方式
35kV變電站
主變柜	AM5SE-D2差動(dòng)保護裝置	1臺	組屏安裝
	AM5SE-TB高后備保護裝置	1臺
	AM5SE-K主變測控裝置	2臺
	BM-TR 模擬信號變送器	1臺
公用測控柜	AM5SE-K公用測控裝置	4臺	組屏安裝
10kV變電站
#0溫室負荷用電1	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#1溫室基礎用電	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#2溫室基礎用電	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#3溫室基礎用電	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#5溫室補光燈及制冷機組	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#1站變柜	AM5SE-T變壓器保護裝置	1臺	就地安裝
#1主變進(jìn)線(xiàn)柜	AM5SE-K測控裝置	1臺	就地安裝
#4溫室補光燈及制冷機組	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#3溫室補光燈及制冷機組	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#2電容器柜	AM5SE-C電容器保護裝置	1臺	就地安裝
#1電容器柜	AM5SE-C電容器保護裝置	1臺	就地安裝
#2溫室補光燈及制冷機組	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#1溫室補光燈及制冷機組	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#1PT柜	AM5SE-F低頻減載裝置	1臺	就地安裝
	AM5SE-F母線(xiàn)測控裝置	1臺	就地安裝
#5溫室基礎用電	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝
#4溫室基礎用電	AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置	1臺	就地安裝

4 系統需求
為實(shí)時(shí)監視整個(gè)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(shí)現的功能如下：
1）實(shí)時(shí)監測：以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的運行狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動(dòng)態(tài)監視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。

圖3 35kV變電站配電監測界面
圖4 10kV變電站配電監測界面


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、正向有功電能等。
3）運行報表： 查詢(xún)各回路或設備指定時(shí)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(wú)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(shí)時(shí)告警：能夠對配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
5）歷史事件查詢(xún)：能夠對遙信變位，保護動(dòng)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(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和報警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。
6）故障錄波： 能夠在系統發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準確地記錄故障前、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(dòng)作、提高電力系統安全運行水平有著(zhù)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)穩態(tài)信息，包括開(kāi)關(guān)位置、 保護動(dòng)作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。
8）曲線(xiàn)查詢(xún)：能夠查詢(xún)實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數等所有遙測量。
9）用戶(hù)權限管理：設置了用戶(hù)權限管理功能，通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)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(gè)權限組里分配不同用戶(hù)，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
10）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖：支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構；可在線(xiàn)診斷設備通訊狀態(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備或元件及其故障部位。

圖5 變電站網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
11）遙控功能：根據電力規程要求，可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。
12）通信管理：可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備通信情況進(jìn)行管理、控制、數據的實(shí)時(shí)監測。


5 現場(chǎng)安裝圖片
本項目35kV微機保護采用組屏方式安裝，10kV微機保護就地安裝在各個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜上，電力監控系統主機安裝于監控主機屏中，現場(chǎng)安裝圖片如下。



圖9 10kV AM5SE系列保護裝置