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微機保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路的應(yīng)用

來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司   2021年04月27日 09:41  

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)運行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高,而微機保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行起到保護(hù)作用。本文介紹的AM5系列微機保護(hù)裝置,可以針對高速公路配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能,并且通過電力監(jiān)控系統(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行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量,有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化,實現(xiàn)無人或少人值班。

關(guān)鍵詞:安全性;穩(wěn)定性;微機保護(hù)裝置;綜合自動化;高速公路;電力監(jiān)控系統(tǒng)。

01 項目概述

荔浦至玉林公路是高速公路網(wǎng)規(guī)劃中呼和浩特至北海高速公路(G59)重要路段,也是廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃“6橫7縱8支線”中“縱2” 資源(梅溪)至鐵山港高速公路重要組成部分。項目起自荔浦市城東北蒙村,接在建的汕頭至昆明高速公路陽朔至鹿寨段,經(jīng)新圩、文圩、官成、馬皮、社步、大洋、仁厚,止于玉林市新橋鎮(zhèn),接已建的呼和浩特至北海高速公路玉林至鐵山港段,主線全長約263公里,全線設(shè)置 21處互通式立交,同步建設(shè)8條互通連接線約81公里。主線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),其中荔浦至平南段設(shè)計速度100公里/小時,路基寬度26米;平南至玉林段設(shè)計速度120公里/小時, 路基寬27米。

本項目配電工程共有16個變電所。其中,田嶺、東秀1/2號、宜大、枇杷沖1/2號、古柜1/2號、官成隧道變電所采用單市電+柴油發(fā)電機供電方案,柴油發(fā)電機的進(jìn)線與變壓器的低壓進(jìn)線互鎖,市電正常情況下變壓器工作,當(dāng)市電停電時,柴油發(fā)電機自動投入,為1級負(fù)荷以及部分二級負(fù)荷供電,同時配置了EPS與UPS作為1級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的不間斷電源。文圩隧道變電所采用來自不同區(qū)域的35kV降壓站的雙10kV電源的供電方案,雙10kV市電電源(一用一備)在1#變電所接入10kV雙電源切換柜,兩路電源在10kV切換柜內(nèi)機械電氣互鎖,當(dāng)主用電源停電后,自動切換為備用電源給隧道供電,#變電所高壓柜出2回NH-YJV22-10kV電纜(一主一備),給2#、3#變電所(配電橫洞)及4#變電所供電,這2回10kV電纜在2#、3#、4#變電所內(nèi)的10kV切換柜內(nèi)機械電氣互鎖,同時配置了EPS與UPS作為1級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的不間斷電源。鳳興、陳藤1/2號隧道變電所采用單市電供電方案,并預(yù)留發(fā)電機接口,當(dāng)市電停電時,運營管理人員從就近的管理站調(diào)度便攜式發(fā)電組到現(xiàn)場,柴油發(fā)電機通過預(yù)留ATS接口投入工作,為重要負(fù)荷供電,同時配置了EPS與UPS作為1級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的不間斷電源。

02 項目需求

本次針對荔浦至玉林高速公路配電工程項目中不同保護(hù)對象配置不同微機保護(hù)裝置,10kV進(jìn)線柜配置AM5-F線路保護(hù)裝置;10kV變壓器出線柜配置AM5-T變壓器保護(hù)裝置。這兩款微機保護(hù)裝置主要通過以下保護(hù)功能實現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運行情況實時監(jiān)視和保護(hù):

2.1 AM5-F線路保護(hù)裝置

三段式過流保護(hù)(可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖)、反時限過流保護(hù)(可經(jīng)低電壓閉鎖)、兩段式零序I01過流/反時限過流/后加速過流保護(hù)、兩段式零序I02過流/反時限過流/后加速過流保護(hù)、重合閘、后加速過流保護(hù)(可經(jīng)低電壓閉鎖)、過負(fù)荷告警、過負(fù)荷跳閘、失壓跳閘、失壓告警、低頻減載/高頻保護(hù)(可經(jīng)滑差閉鎖)、PT斷線告警、控故障告警、FC回路配合的過流閉鎖功能、非電量保護(hù)、逆功率保護(hù)、零序過壓跳閘、零序過壓告警、過電壓跳閘、過電壓告警、二次諧波閉鎖、間歇接地保護(hù)

2.2 AM5-T變壓器保護(hù)裝置

三段式過電流保護(hù)(可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖、可經(jīng)二次諧波閉鎖)、反時限過流保護(hù)(可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖)、兩段式零序I01過流/反時限過流保護(hù)、兩段式零序I02過流/反時限過流保護(hù)、過負(fù)荷告警、過負(fù)荷跳閘、PT斷線告警、控故障告警、FC回路配合的過流閉鎖功能、二次諧波閉鎖、間歇接地保護(hù)。

03 系統(tǒng)方案

本工程10kV配電工程共有16個變電所,以田嶺、文圩隧道變電所為例,上圖方案如下:

 

AM5系列微機保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)在荔浦至玉林高速公路的應(yīng)用

圖1田嶺隧道變電所上圖方案

圖2文圩隧道1#變電所上圖方案

圖3 文圩隧道2#變電所上圖方案

整個荔浦至玉林高速公路共有16個隧道變電所,其中,陳藤1/2號變電所采用的是負(fù)荷開關(guān)+熔斷器保護(hù)方案,不設(shè)微機保護(hù),其余14個隧道變電所所設(shè)微機保護(hù)型號與數(shù)量如下:

 

 

 

AM5系列微機保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)在荔浦至玉林高速公路的應(yīng)用

  

 

AM5系列微機保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)在荔浦至玉林高速公路的應(yīng)用

 

上述變電所共配置44臺微機保護(hù)裝置,此外,本項目針對低壓各回路配置PZ96電能表,共計740只。

04 系統(tǒng)需求

為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集,該項目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng),主要實現(xiàn)對荔浦至玉林高速公路各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、發(fā)電機控制屏、液位儀、風(fēng)機軟啟動器和照明控制器。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)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器,各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后,通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機,實現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個系統(tǒng)的架構(gòu)如下:

 

 

圖4 系統(tǒng)架構(gòu)圖

以田嶺隧道變電所為例,整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下: 

 圖5 田嶺隧道變電所網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下:

實時監(jiān)測:以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài),可以實時監(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6 10kV高壓柜配電監(jiān)測界面 

 

 圖7 0.4kV低壓柜配電監(jiān)測界面

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。

運行報表: 查詢各回路或設(shè)備時間的運行參數(shù),報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,報表格式有日報表、月報表、年報表等。

實時告警:能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位,保護(hù)動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

歷史事件查詢:能夠?qū)b信變位,保護(hù)動作、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)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

故障錄波:能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準(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)是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。

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(wěn)態(tài)信息,包括開關(guān)位置、 保護(hù)動作狀態(tài)、遙測量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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(shù)等所有遙測量。

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),在每個權(quán)限組里分配不同用戶,為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D:支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。 

 

  圖8 東秀1#隧道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

遙控功能:根據(jù)電力規(guī)程要求,可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

通信管理:可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

05 現(xiàn)場安裝圖片

本項目微機保護(hù)就地分散安裝在各個高壓開關(guān)柜上,保護(hù)裝置以及電能表現(xiàn)場安裝如下圖所示。 

 

 

 

AM5系列微機保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)在荔浦至玉林高速公路的應(yīng)用

 

 圖9 微機保護(hù)裝置以及電能表在荔浦至玉林高速公路配電工程現(xiàn)場安裝圖

 

微機保護(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)并自動迅速地、有選擇性地動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)正常運行,將事故限制在小范圍內(nèi),提高系統(tǒng)運行的可靠性,很大限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的AM5系列微機保護(hù)裝置,可以針對高速公路配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能,并且通過電力監(jiān)控系統(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行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量,有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化,實現(xiàn)無人或少人值班。

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