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  摘 要：隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國變電站正朝著(zhù)現代化的方向不斷發(fā)展,自動(dòng)化設備以及繼電保護裝置憑借自身優(yōu)異性能而獲得廣泛應用。本文介紹的AM4-I微機保護裝置和AM5-B備自投保護裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能，并且通過(guò)電力監控系統采集相關(guān)遙測、遙信數據進(jìn)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(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；可靠性；微機保護裝置；備自投保護裝置；高速公路；電力監控系統
  1 概述
  新柳南高速公路是自治區統籌推進(jìn)的重大項目，是廣西高速公路規劃網(wǎng)中規模大、總里程數長(cháng)的在建項目，是廣西高速公路網(wǎng)“七縱”桂林-柳州-南寧公路的重要組成部分。本次項目主要涉及柳州到南寧路段。項目起點(diǎn)位于柳州市洛滿(mǎn)鎮，接三江至柳州高速公路，終點(diǎn)位于南寧市五塘鎮，接南寧外環(huán)高速公路。主線(xiàn)長(cháng)200公里，連接線(xiàn)長(cháng)113.4公里。主線(xiàn)采用雙向四車(chē)道高速公路標準建設，瀝青混凝土路面，路基寬26.5米，設計行車(chē)速度120公里/小時(shí)。全線(xiàn)共有70座橋梁，21座隧道，13處互通式立交，4對服務(wù)區，項目總概算207.5億元。
  本項目配電工程包括五塘服務(wù)區、里高收費站、將帽山隧道等48個(gè)變電所。變電所高壓柜采用SM6型環(huán)網(wǎng)高壓開(kāi)關(guān)柜和KYN28-12型移開(kāi)式金屬鎧裝高壓柜。所有高壓開(kāi)關(guān)柜均需安裝微機保護裝置，主要包括大量的進(jìn)出線(xiàn)柜和幾個(gè)母聯(lián)柜，實(shí)現過(guò)流、速斷、零序、失壓、超溫等繼電保護及實(shí)現遙控、遙測、遙信三遙功能。同時(shí)需要通過(guò)電力監控系統對微機保護的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。
  2 項目需求
  本次針對廣西新柳南高速公路配電工程項目中不同對象配置不同的微機保護裝置，10kV進(jìn)線(xiàn)柜、變壓器出線(xiàn)柜均配置AM4-I微機保護裝置；高壓自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)柜中主供進(jìn)線(xiàn)配置AM5-B備自投保護裝置，實(shí)現兩路進(jìn)線(xiàn)的自動(dòng)切換功能。這兩款微機保護裝置主要通過(guò)以下保護功能實(shí)現對高壓柜的設備運行情況實(shí)時(shí)監視和保護：
  產(chǎn)品圖片產(chǎn)品型號主要功能

  3 產(chǎn)品方案
  本項目10kV配電工程有48個(gè)變電所，以將帽山隧道1#變電所和鼓鳴隧道入口1#、2#、3#變電所為例，上圖方案如下：

圖1 將帽山隧道1#變電所上圖方案 圖2 鼓鳴隧道入口1#、2#、3#變電所上圖方案
  整個(gè)廣西新柳南高速公路共有48個(gè)變電所，每個(gè)變電所所設微機保護型號與數量如下：
  變電所名稱(chēng)微機保護裝置型號微機保護裝置數量

變電所名稱(chēng)	微機保護裝置型號	微機保護裝置數量
土博收費站	AM4-I	2臺
里高收費站	AM4-I	2臺
里高服務(wù)區（上行線(xiàn)）	AM4-I	3臺
里高服務(wù)區（下行線(xiàn)）	AM4-I	3臺
忻城收費站	AM4-I	2臺
合山收費站	AM4-I	2臺
合山服務(wù)區（上行線(xiàn)）	AM4-I	3臺
合山服務(wù)區（下行線(xiàn)）	AM4-I	3臺
平陽(yáng)收費站	AM4-I	2臺
上林東收費站	AM4-I	2臺
上林服務(wù)區（上行線(xiàn)）	AM4-I	4臺
上林服務(wù)區（下行線(xiàn)）	AM4-I	4臺
賓陽(yáng)西收費站	AM4-I	2臺
昆侖收費站	AM4-I	2臺
五塘服務(wù)區（上行線(xiàn)）	AM4-I	4臺
五塘服務(wù)區（下行線(xiàn)）	AM4-I	4臺
五塘收費站	AM4-I	2臺
樞紐互通箱式變電站	AM4-I	4臺
龍立隧道1#變電所	AM4-I	2臺
龍立隧道2#變電所	AM4-I	2臺
甘龍隧道箱式變電站	AM4-I	2臺
樂(lè )富垌隧道箱式變電站	AM4-I	2臺
石且隧道變電所	AM4-I	2臺
屯臥隧道箱式變電站	AM4-I	2臺
加假隧道1#變電所	AM4-I	2臺
加假隧道2#變電所	AM4-I	2臺
吾排隧道1#變電所	AM4-I	3臺
吾排隧道2#變電所	AM4-I	3臺
弄橋隧道1#變電所	AM4-I	2臺
弄橋隧道2#變電所	AM4-I	2臺
鳳凰山隧道1#變電所	AM4-I	3臺
鳳凰山隧道2#變電所	AM4-I	3臺
儉常隧道1#變電所	AM4-I	2臺
儉常隧道2#變電所	AM4-I	2臺
高仁隧道變電所	AM4-I	2臺
云姚隧道變電所	AM4-I	2臺
洋渡村隧道箱式變電站	AM4-I	2臺
弄律隧道箱式變電站	AM4-I	2臺
鼓鳴隧道1#變電所	AM4-I	4臺
	AM5-B	1臺
鼓鳴隧道2#變電所	AM4-I	4臺
	AM5-B	1臺
鼓鳴隧道3#變電所	AM4-I	4臺
	AM5-B	1臺
寧賓隧道1#變電所	AM4-I	3臺
寧賓隧道2#變電所	AM4-I	3臺
中望隧道1#變電所	AM4-I	3臺
中望隧道2#變電所	AM4-I	3臺
將帽山隧道1#變電所	AM4-I	3臺
將帽山隧道2#變電所	AM4-I	3臺
白境村隧道1#變電所	AM4-I	2臺

  上述廣西新柳南高速公路變電所共配置126臺AM4-I微機保護裝置和3臺AM5-B備自投保護裝置，此外，本項目針對各回路配置12只AMC96電能表、1655只AMC72電能表和59只PZ96L電能表。
  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，該項目配置一套電力監控系統，主要實(shí)現對柳州至南寧各個(gè)變電所的用電監控與管理。監控范圍為變電所的微機保護裝置、儀表。本系統由用戶(hù)管理層、網(wǎng)絡(luò )通信層、現場(chǎng)設備層三部分組成，現場(chǎng)設置的電能表采用屏蔽雙絞線(xiàn)連接至各分區數據采集器，各分區數據采集器將數據分類(lèi)處理后，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接至局域網(wǎng)交換機上傳至電力監控系統主機，實(shí)現電力監控功能。整個(gè)系統的架構如下： 圖3 系統架構圖
  整個(gè)電力監控系統的高速公路主界面顯示如下：

圖4 新柳南高速公路主界面監視圖
  電力監控系統可實(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)。各個(gè)監控設備的監測界面如下： 圖5 將帽山隧道1#變電所10kV配電監測界面 圖6 將帽山隧道1#變電所0.4kV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。

圖7 將帽山隧道1#變電所用電報表
  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。

圖8 新柳南高速公路報警信息
  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。

圖9 將帽山隧道1#變電所SOE事件
  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。

圖10 寧賓隧道變電所變壓器功率查詢(xún)
  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。
  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。

圖11 新柳南高速公路變電所網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)
  5 現場(chǎng)安裝圖片
  本項目微機保護就地分散安裝在各個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜上，保護裝置以及電能表現場(chǎng)安裝如下圖所示。



  圖12 微機保護裝置以及電能表在新柳南高速公路配電工程現場(chǎng)安裝圖片
  6 結語(yǔ)
  微機保護裝置在電力系統處于至關(guān)重要的位置，它能夠反應設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備從系統中切除，保證無(wú)故障設備繼續正常運行，將事故范圍控制住，提高系統運行的可靠性，保證向用戶(hù)安全、連續供電。本文介紹的AM4-I微機保護裝置和AM5-B備自投保護裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能，并且通過(guò)電力監控系統采集相關(guān)遙測、遙信數據進(jìn)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(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。
  參考文獻
  [1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)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(chǎn)品二次原理圖集.2020.10月版
  [3] 安科瑞用戶(hù)變電站綜合自動(dòng)化與運維解決方案.2021.11月版