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安科瑞AM4系列微機(jī)保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)在玉石高速公路配電工程項(xiàng)目的應(yīng)用
張娟
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201800
摘 要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)變電站正朝著現(xiàn)代化的方向不斷發(fā)展,自動(dòng)化設(shè)備以及繼電保護(hù)裝置憑借自身優(yōu)異性能而獲得廣泛應(yīng)用。本文介紹的AM4-I電流型微機(jī)保護(hù)裝置和AM4-U1電壓型微機(jī)保護(hù)裝置,可以針對(duì)高速公路配電工程中不同保護(hù)對(duì)象提供對(duì)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(cè)、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、**性、提高供電質(zhì)量,有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。
關(guān)鍵詞:**性;可靠性;微機(jī)保護(hù)裝置;綜合自動(dòng)化;高速公路;電力監(jiān)控系統(tǒng)
1 概述
石阡至玉屏高速公路,是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(2008-2030年)》“678”網(wǎng)的重要加密線,項(xiàng)目起于石阡縣大沙壩鄉(xiāng)龍硐,接思劍高速公路,終點(diǎn)位于玉屏縣大龍鎮(zhèn),接江大高速公路,路線全長(zhǎng)88.6公里,雙向四車道,設(shè)計(jì)速度80公里/時(shí),路基寬度24.5米。預(yù)算總投資118億元,途經(jīng)石阡縣大沙壩鄉(xiāng)、泉都街道、湯山街道、花橋鎮(zhèn)、石固鄉(xiāng)、坪地場(chǎng)鄉(xiāng)、青陽鄉(xiāng)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)。2021年9月9日上午,石阡至玉屏(大龍)高速公路通車儀式在石阡東服務(wù)區(qū)舉行,標(biāo)志著該項(xiàng)目順利建成通車。
本項(xiàng)目配電工程共有從木灣隧道、周家灣隧道、花橋隧道、石板坡隧道、白巖灣服務(wù)區(qū)、羅家山停車區(qū)、青陽匝道收費(fèi)站等41個(gè)變電所,其中,天馬服務(wù)區(qū)(南區(qū))、天馬服務(wù)區(qū)(北區(qū))、白巖灣服務(wù)區(qū)(南區(qū))、白巖灣服務(wù)區(qū)(北區(qū))、花橋收費(fèi)站(管理分中心)由于房建問題,暫時(shí)待定。變電所高壓柜采用KYN28-12型移開式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜,配真空斷路器HVX-12/T630A-31.5KA,箱式變電站高壓柜采用XGN15-12環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜,配真空斷路器HVX-12/T630A-31.5KA。所有高壓開關(guān)柜均需安裝微機(jī)保護(hù)裝置,實(shí)現(xiàn)過流、速斷、零序、超溫等繼電保護(hù)及實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信三遙功能。變電站操作電源由專用UPS提供,且UPS滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)接口要求。為確保供電的可靠性,各站區(qū)10/0.4kV變電所均設(shè)置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源,發(fā)電機(jī)容量在200kW-500kW之間。在市電停電后,柴油發(fā)電機(jī)組可以自啟動(dòng),為重要負(fù)荷供電。柴油發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)狀態(tài)數(shù)據(jù),由發(fā)電機(jī)控制屏數(shù)據(jù)接口,通過電力監(jiān)控系統(tǒng)的智能通信管理機(jī)傳輸至路段監(jiān)控分中心。主電源和備用電源之間利用電源切換屏,使其不能并聯(lián)運(yùn)行。
2 項(xiàng)目需求
本次針對(duì)石阡至玉屏高速公路配電工程項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置,10kV進(jìn)線柜、變壓器出線柜、聯(lián)絡(luò)柜均配置AM4-I電流型微機(jī)保護(hù)裝置;電壓互感器柜配置AM4-U1 電壓型微機(jī)保護(hù)裝置。這兩款微機(jī)保護(hù)裝置主要通過以下保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù):
3 產(chǎn)品方案
本工程10kV配電工程共有41個(gè)變電所,以毛栗坪隧道1#變電所、平莊匝道收費(fèi)站變電所為例,上圖方案如下:
整個(gè)石阡至玉屏高速公路共有41個(gè)變電所,其中,天馬服務(wù)區(qū)(南區(qū))、天馬服務(wù)區(qū)(北區(qū))、白巖灣服務(wù)區(qū)(南區(qū))、白巖灣服務(wù)區(qū)(北區(qū))、花橋收費(fèi)站(管理分中心)由于房建問題,暫時(shí)待定。除上述變電所外,每個(gè)變電所所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號(hào)與數(shù)量如下:
上述石阡至玉屏高速公路變電所共配置75臺(tái)AM4-I電流型微機(jī)保護(hù)裝置和33臺(tái)AM4-U1電壓型微機(jī)保護(hù)裝置,此外,本項(xiàng)目針對(duì)低壓各回路配置130只AMC96電能表和1929只AMC72電能表。
4 系統(tǒng)需求
為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集,該項(xiàng)目配置一套電力監(jiān)控系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)對(duì)石阡至玉屏各個(gè)變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補(bǔ)償、柴發(fā)、發(fā)電機(jī)控制屏、郵箱液位儀、風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)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(chǎng)設(shè)備層三部分組成,現(xiàn)場(chǎng)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(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī),實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)如下:
圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖
整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的高速公路主界面顯示如下:
圖4 石阡至玉屏高速公路主界面監(jiān)視圖
電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能如下:
1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動(dòng)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)。各個(gè)監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測(cè)界面如下:
圖5 毛栗坪隧道1#變電所10kV配電監(jiān)測(cè)界面
圖6 毛栗坪隧道1#變電所0.4kV配電監(jiān)測(cè)界面
2)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。
3)運(yùn)行報(bào)表: 查詢各回路或設(shè)備指定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù),報(bào)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(bào)表格式有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。
圖7 毛栗坪隧道1#變電所用電報(bào)表
4)實(shí)時(shí)告警:能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
圖8 石阡至玉屏高速公路報(bào)警信息
5)歷史事件查詢:能夠?qū)b信變位,保護(hù)動(dòng)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(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
6)故障錄波: 能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)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(duì)這些電氣量的分析、比較,對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)**運(yùn)行水平有著重要作用。
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(wěn)態(tài)信息,包括開關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等,形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
8)曲線查詢:能夠查詢實(shí)時(shí)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(cè)量。
圖9 毛栗坪隧道1#變電所1#進(jìn)線有功功率查詢
9)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(gè)權(quán)限組里分配不同用戶,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的**保障。
10)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D:支持實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
11)遙控功能:根據(jù)電力規(guī)程要求,可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
12)通信管理:可以對(duì)整個(gè)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(shí)監(jiān)測(cè)。
圖10 石板坡隧道2#變電所儀表通信狀態(tài)
5 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片
本項(xiàng)目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個(gè)高壓開關(guān)柜上,保護(hù)裝置以及電能表現(xiàn)場(chǎng)安裝如下圖所示。
圖11 微機(jī)保護(hù)裝置以及電能表在石阡至玉屏高速公路配電工程現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片
6 結(jié)語
微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位,它能夠反應(yīng)設(shè)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(shè)備從系統(tǒng)中切除,保證無故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行,將事故限制在較小范圍,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,較大限度地保證向用戶**、連續(xù)供電。本文介紹的AM4-I電流型微機(jī)保護(hù)裝置和AM4-U1電壓型微機(jī)保護(hù)裝置,可以針對(duì)高速公路配電工程中不同保護(hù)對(duì)象提供對(duì)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(cè)、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、**性、提高供電質(zhì)量,有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。
參考文獻(xiàn)
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作者介紹:
張娟,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)槔^電保護(hù)裝置的應(yīng)用。