安科瑞主變保護組屏方案及電力監控系統在某農業產業園項目的應用

摘 要：現如今，各領域不斷的進步，促進電力電網的快速發展，人們對電力系統運行的安全性以及穩定性的要求越來越高，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、提高供電質量，有利于實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班。

關鍵詞：安全性；穩定性；微機保護裝置；綜合自動化；

1 項目概況

恒大現代農業產業園位于上海崇明，該項目擬建設高科技智慧溫室8萬平方米，主要運用全球頂級高新農業技術、農業設備和現代管理經驗，采用全智能環境控制技術，大數據、物聯網和智能機械自動化技術等，全季節生產，全過程集約化、標準化、智能化，打造綠色、高產的高科技農業。其中，智慧溫室是恒大上海現代農業產業園項目的拳頭產品，擁有綜合環境控制系統，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，實現全季節種植，穩步精細化管理，全年高產。恒大高科農業集團依托荷蘭庫伯、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，確保設計、生產、建設、運營等各環節處于國際水平。

本工程35kV高壓柜采用戶內金屬鎧裝移開式高壓開關柜，柜體顏色為RAL7035。真空斷路器采用正泰ZN85-40.5/T1250-25kA。電流互感器選用戶內環氧樹脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。電壓互感器選用戶內環氧樹脂澆注式，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%，接線組別為Dy11。 進出線方式為電纜下進下出。

本工程10kV高壓柜采用戶內金屬鎧裝移開式高壓開關柜。真空斷路器采用正泰ZN63A-12/T630-25kA。電流互感器選用戶內環氧樹脂澆注式、全封閉、全工況電流互感器。電壓互感器選用戶內環氧樹脂澆注式，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。進出線方式為電纜下進下出。

2 項目需求

本項目35kV變電站為終端用戶變，35kV采用單母線接線，為防止35kV變電站母線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；監控中心配置遠動通訊柜1面、電力監控系統柜1面、10kV網絡交換機柜1面，實現對高壓柜的設備運行情況實時監視和保護。

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主變柜既是進線又是出線，所以按主保護加后備保護配置：差動保護裝置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出線柜配置AM5SE-F線路保護裝置；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進線柜配置AM5SE-K測控裝置；為實現低頻減載功能，在10kV PT柜單獨配置一臺AM5SE-F線路保護裝置，此外，10kV PT柜還配置母線測控裝置AM5SE-F，這兩臺保護的邏輯都是單獨定制的，各型號主要實現的保護功能如下：

3 產品方案

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

整個配電室所設微機保護型號與數量如下：

4 系統需求

為實時監視整個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，其可實現的功能如下：

1）實時監測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，可以實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態。

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：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、總無功功率、總功率因數、正向有功電能等。

3）運行報表： 查詢各回路或設備某時間的運行參數，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）實時告警：能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。

5）歷史事件查詢：能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警信息進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

6）故障錄波： 能夠在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、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、判斷保護是否正確動作、提高電力系統安全運行水平有著重要作用。

7）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態信息，包括開關位置、 保護動作狀態、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

8）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、功率因數等所有遙測量。

9）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（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），在每個權限組里分配不同用戶，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

10）網絡拓撲圖：支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖5 變電站網絡拓撲圖

11）遙控功能：根據電力規程要求，可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

12）通信管理：可以對整個配電系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監測。

5 現場安裝圖片

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高壓開關柜上，電力監控系統主機安裝于監控主機屏中，現場安裝圖片如下。

圖9 10kV AM5SE系列保護裝置

6 結語

微機保護裝置在電力系統中具有舉足輕重的地位，它能夠反應設備的故障和不正常工作狀態并自動迅速地、有選擇性地動作于斷路器將故障設備從系統中切除，保證*設備繼續正常運行，將事故限制在小范圍，提高系統運行的可靠性，很大限度地保證向用戶安全、連續供電。本文介紹的35kV配電工程通過對各個保護對象裝設對應的保護裝置，不但使整個配電工程實現了綜合自動化，還降低了工作人員的勞動強度，提高了設備運行的可靠性。

參考文獻

[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.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品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.5月版