Acrel2000電力監控系統在中原科技城智慧能源配電工程中的應用

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AM5SE系列的微機保護裝置，可以針對中原科技城智慧能源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；電力監控系統

1 概述

中原科技城，位于鄭州市鄭東新區北部龍湖片區，北至連霍高速，南臨龍湖，東接龍子湖，西達中州大道，核心用地面積約16.4平方公里。這是河南省與鄭州市在“十四五"期間集中全力打造的集數字文創(chuàng )、信息技術(shù)、前沿科技、生命科學(xué)、人才教育多領(lǐng)域核心的“城市科技帶"。其中，中原科技城核心起步區總用地約453畝，建筑面積114.2萬(wàn)平方米。

本項目為綜合智慧能源A1和A4能源站10kV項目，項目地處于中原科技城核心起步區內，每個(gè)進(jìn)線(xiàn)來(lái)源均為產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新開(kāi)閉所。進(jìn)出線(xiàn)柜分別采用電纜上進(jìn)線(xiàn)和上出線(xiàn)的方式，并采用KYN28-12型金屬鎧裝手車(chē)式真空開(kāi)關(guān)柜。兩個(gè)能源站均為兩進(jìn)線(xiàn)一母聯(lián)的供電系統，并帶有多個(gè)變壓器、電動(dòng)機、電容器的出線(xiàn)回路。

2 產(chǎn)品需求

2.1 保護功能需求

針對中原科技城智慧能源站配電工程中不同對象配置不同微機保護裝置，其中，進(jìn)線(xiàn)柜配置AM5SE-F線(xiàn)路保護裝置，PT柜配置AM5SE-UB PT監測及并列保護裝置，配電變壓器柜配置AM5SE-T變壓器保護裝置，母聯(lián)柜配置AM5SE-B備自投保護裝置，電容出線(xiàn)柜配置AM5SE-C電容器保護裝置，電機出線(xiàn)柜配置AM5SE-M電動(dòng)機保護裝置，這幾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：

2.2 信號出口需求

中原科技城智慧能源站配電工程需要將多個(gè)信號出口分開(kāi)，將這些信號送到信號箱中，便于實(shí)現不同的故障觸發(fā)不同的指示燈，如圖1所示。AM5SE系列微機保護裝置具有信號分開(kāi)的功能，滿(mǎn)足此需求。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。

圖1 信號箱原理圖

3 產(chǎn)品方案

本工程配電工程共有A1和A4兩個(gè)能源站，包括2個(gè)10kV變配電室，配電室均兩段母線(xiàn)，均采用單母線(xiàn)系統，包括37面高壓開(kāi)關(guān)柜，整個(gè)配電室共設31臺保護裝置，以其中A1能源站的系統為例，上圖方案如下：

圖2 A1能源站10kV一次系統上圖

A1和A4能源站10kV配電工程所設微機保護型號與數量如下：

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，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。

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)。

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。

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。

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。

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。

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。

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，電力監控系統主機及顯示器布置于操作臺上，如下圖所示，該項目已于2023年送電使用，運行正常。

圖3 微機保護在中原科技城配電工程現場(chǎng)安裝圖

圖4 電力監控系統在中原科技城配電工程現場(chǎng)界面圖

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，保證設備繼續正常運行，將事故范圍控制在小范圍內，提高系統運行的可靠性，大限度地保證向用戶(hù)安全、連續供電。本文介紹的AM5SE系列的微機保護裝置，可以針對中原科技城核心起步區綜合智慧能源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