安科瑞 陳聰 周潔

?摘要：隨著電力、計算機(jī)、信息和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的不斷發(fā)展，推動了電力監(jiān)控的快速發(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。本文針對錫林郭勒供配電系統(tǒng)特點(diǎn)及供配電系統(tǒng)高可靠性的要求，提出了保護(hù)類、監(jiān)測類和防誤閉鎖產(chǎn)品解決方案。本文介紹的AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對錫林郭勒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、遙信和SOE等數(shù)據(jù)完成監(jiān)視、控制和預(yù)警，配合五防系統(tǒng)，大大提高了變電站運(yùn)行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)變電站供配電系統(tǒng)的整體監(jiān)測與管理。

??關(guān)鍵詞：微機(jī)保護(hù)；防誤閉鎖；電力監(jiān)控系統(tǒng)；微機(jī)五防系統(tǒng)；時鐘同步；UPS

??1概述

??本工程為中國移動通信集團(tuán)內(nèi)蒙古有限公司錫林郭勒分公司10kV供配電工程項(xiàng)目，10kV系統(tǒng)為單母線分段接線形式，兩進(jìn)線，母聯(lián)開關(guān)之間設(shè)置電氣連鎖，電纜下進(jìn)線上出線，變壓器采用真空式斷路器，采用戶內(nèi)金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜，主變進(jìn)線柜、分段柜、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(nèi)環(huán)氧樹脂澆注式，全封閉、全工況電壓互感器。變電所平面布局圖如下：

??2項(xiàng)目需求

??根據(jù)用戶配電系統(tǒng)管理需求，需要對10kV進(jìn)線、變壓器出線、交直流系統(tǒng)等進(jìn)行全方面監(jiān)控與保護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)故障，保證配電系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

??結(jié)合用戶實(shí)際生產(chǎn)工藝要求，為實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目10kV配電室的監(jiān)控與管理，針對不同保護(hù)對象配置微機(jī)保護(hù)裝置：10kV進(jìn)線柜配置線路保護(hù)裝置AM5SE-F；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。

??在電氣監(jiān)控室配置一套電力監(jiān)控系統(tǒng)和一套五防系統(tǒng)，通過通信管理機(jī)及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)時采集微機(jī)保護(hù)裝置、電力儀表等二次設(shè)備數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)整個廠區(qū)供配電系統(tǒng)的電力監(jiān)控與自動化管理。在電氣監(jiān)控室配置一套電源系統(tǒng)，為整個變電站的斷路器、二次設(shè)備及監(jiān)控主機(jī)等重要設(shè)備運(yùn)行提供穩(wěn)定可靠的電源。并配置時鐘同步裝置，放置在電氣監(jiān)控室通訊屏，時鐘源支持GPS和北斗。監(jiān)控系統(tǒng)、通訊管理機(jī)和微機(jī)保護(hù)裝置均從該裝置獲得授時（對時）信號，保證I/O數(shù)據(jù)采集單元的時間同步達(dá)到1ms精度要求。具體需求如下

??（1）10kV配電室監(jiān)控

??1）10kV進(jìn)線保護(hù)：

??10kV進(jìn)線柜各配置一臺線路保護(hù)AM5SE-F，當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

??2）10kV變壓器柜保護(hù)：

??10kV變壓器柜共配置2臺變壓器保護(hù)裝置AM5SE-T，當(dāng)回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

??3）10kV母聯(lián)保護(hù)

??母聯(lián)柜配置一臺備自投保護(hù)裝置AM5SE-B，用于實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)線和母聯(lián)之間的自動投切（進(jìn)線備自投/母聯(lián)備自投/聯(lián)切備自投/自適應(yīng)備自投），同時實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)功能。

??4）10kV PT監(jiān)測

??PT柜配置一臺PT并列及監(jiān)測裝置AM5SE-UB，實(shí)現(xiàn)兩臺PT柜間的切換以及監(jiān)測，當(dāng)回路電壓出現(xiàn)異常時，及時發(fā)出告警信號。

??（2）微機(jī)五防閉鎖方案

??針對10kV開關(guān)柜，每臺斷路器配置五防電氣鎖1把，每個手車（包含斷路器手車、PT手車、隔離手車）配置手車閉鎖套件1套，按手車數(shù)量的2倍配置柜內(nèi)閉鎖套件，每個接地刀與隔離刀配置接地刀閉鎖套件1套，配置接地頭（按柜子數(shù)量的一半配置）。五防解鎖鑰匙4把、充電器2個、電腦鑰匙2把、微機(jī)五防軟件一套。

??（3）時鐘同步

??配置時鐘同步裝置一臺，放置在電氣監(jiān)控室通訊屏，時鐘源支持GPS和北斗。監(jiān)控系統(tǒng)、通訊管理機(jī)和微機(jī)保護(hù)裝置均從該裝置獲得授時（對時）信號，保證I/O數(shù)據(jù)采集單元的時間同步達(dá)到1ms精度要求。當(dāng)時鐘失去同步時，自動告警并記錄事件，當(dāng)時鐘失去電源時，自動生成告警信號。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備采用NTP對時方式，微機(jī)保護(hù)裝置對時接口采用IRIG-B對時方式。

??（4）公共測控屏

??配置公共測控屏一面，放置AM5SE-K公共測控裝置4臺。其中一臺AM5SE-K采集10kV I段母線側(cè)站用變電壓、10kV I段母線開口三角電壓和10kV 1#進(jìn)線電流；另一臺AM5SE-K采集10kV II段母線側(cè)站用變電壓、10kVII段母線開口三角電壓和10kV 2#進(jìn)線電流；還有2臺AM5SE-K分別采集站內(nèi)各微機(jī)保護(hù)裝置異常信號和通信設(shè)備異常信號。

??（5）電源

??本項(xiàng)目針對10kV開關(guān)室和10kV開關(guān)室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備的提供電源，具體配置方案如下：

??直流蓄電池屏為100Ah后備電源，內(nèi)含12V×18只蓄電池組1組；

??直流充電屏內(nèi)含3+1組10A模塊，直流接地監(jiān)測儀(具備64路直流監(jiān)測接口)，斬波降壓裝置，硅鏈降壓裝置30A，雙路交流進(jìn)線自動切換裝置；

??直流饋電屏支持36路直流饋線，3kVA逆變電源，8路饋線；

??站用電源屏配置進(jìn)線開關(guān)2只，ATS切換模塊1個，進(jìn)線電度表2只，24路饋線。

??（6）后臺監(jiān)控系統(tǒng)

??在10kV開關(guān)室內(nèi)配置通訊管理機(jī)1臺，實(shí)現(xiàn)10kV開關(guān)柜微機(jī)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集；在電氣監(jiān)控室的通訊屏上配置通訊管理機(jī)1臺，實(shí)現(xiàn)10kV開關(guān)柜微機(jī)保護(hù)裝置、測控裝置、直流屏以及其它智能設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。在電氣監(jiān)控室配置監(jiān)控系統(tǒng)和微機(jī)五防系統(tǒng)主機(jī)1臺、用于實(shí)現(xiàn)變電站的遙測、遙信、遙控、報警、報表、操作票、防誤操作等相關(guān)功能。監(jiān)控系統(tǒng)按照單網(wǎng)組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時監(jiān)控。系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D如下：

??3 產(chǎn)品方案

??本項(xiàng)目的微機(jī)保護(hù)裝置的產(chǎn)品上圖如下：

??各型號主要實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能如下：

??整個配電室所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號與數(shù)量如下：

??整個配電室所設(shè)防誤閉鎖裝置型號與數(shù)量如下：

??4系統(tǒng)功能

??（1）實(shí)時監(jiān)測

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)可以直觀顯示一次系統(tǒng)圖，并實(shí)時顯示10kV電壓等級各回路的遙測量、遙信量和報警信號等。遙測量包括電壓、電流、功率、功率、電能等電參量等；遙信量包括中壓開關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、地刀開關(guān)的分合狀態(tài)、斷路器彈簧儲能狀態(tài)及遠(yuǎn)方就地控制狀態(tài)；報警信號包括微機(jī)保護(hù)裝置的告警信號、保護(hù)跳閘信號及裝置異常信號。

??（2）電參量查詢

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)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、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能等。

??（3）曲線查詢

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、溫度等曲線。并統(tǒng)計該曲線查詢范圍內(nèi)發(fā)生時間、平均值等。

??（4）運(yùn)行報表

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)可以查詢各回路或設(shè)備相應(yīng)時間的運(yùn)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、溫度值等。可以按照日、月、年的格式進(jìn)行查詢、導(dǎo)出、打印。

??（5）實(shí)時告警

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時告警功能，系統(tǒng)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。

??1.圖元告警

??2.彈出事件報警窗口

??3.實(shí)時語音功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。

??（6）歷史事件查詢

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)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)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。可以按時間、類型和設(shè)備進(jìn)行查詢和排序。

??（7）電能統(tǒng)計報表

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。

??（8）用戶權(quán)限管理

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，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）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

??（9）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(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)備通信狀態(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。

??（10）遙控

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)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。配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面點(diǎn)擊相應(yīng)的斷路器遙信點(diǎn)調(diào)出遙控操作界面，通過五防軟件解鎖后，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

??（11）防誤閉鎖功能

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)與五防軟件系統(tǒng)之間建立通信協(xié)議鏈接，當(dāng)某一設(shè)備需要進(jìn)行遙控操作時，首行五防規(guī)則判斷（即防止誤分、合斷路器；防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)；防止帶電合接地開關(guān)；防止帶地線送電；防止誤入帶電間隔）。符合五防規(guī)則后，則發(fā)送解鎖命令至自動化監(jiān)控后臺，自動化監(jiān)控后臺進(jìn)行遙控操作。五防軟件可以模擬遙控步驟，形成操作票。

??（12）通信管理

??Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)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(shí)時監(jiān)測。可以查看某個設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)報文。可以完成與各種智能電子設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，包括微機(jī)保護(hù)、電力儀表、智能操控、直流屏、模擬屏、五防系統(tǒng)和調(diào)度等。

??5現(xiàn)場安裝圖片

??6結(jié)束語

??隨著電力系統(tǒng)正向著高可靠性、高自動化、高信息化水平方向迅猛發(fā)展，對電網(wǎng)的監(jiān)控已成為國內(nèi)外高度重視的關(guān)鍵問題，特別是電力系統(tǒng)中起著控制和保護(hù)等重要作用的開關(guān)柜的監(jiān)控。智能配電監(jiān)控保護(hù)類、監(jiān)測類和防誤閉鎖產(chǎn)品解決方案對于供配電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，尤其是微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反映設(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(yùn)行，將事故限制在很小范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，很大限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文針對中錫林郭勒項(xiàng)目中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能和監(jiān)測功能，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，配合五防系統(tǒng)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)變電站綜合自動化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值守。

??參考文獻(xiàn)

??[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06月版

??[2] 安科瑞智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全（產(chǎn)品報價手冊）.2020.01月版

??[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品二次原理圖集.2020.10月版

??[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運(yùn)維解決方案.2021.2月版