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变电站综合自动化系统在宁夏天泽新材料科技有限公司的应用

 更新时间:2022-12-23 点击量:179

 

蒋超萍

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

 

要:现如今,各领域不断的进步,促使电力电网的快速发展,人们对电力系统运行的安全性以及稳定性的要求越来越高,而微机保护装置能够对电力系统的运行起到合理的保护作用。本文介绍的微机保护装置,可以针对35kV配电工程中不同保护对象提供对应的保护功能,并且通过变电站综合自动化系统采集相关遥测、遥信数据进行监控,能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量,有利于实现变电站综合自动化,实现无人或少人值班。

 

关键词:安全性;可靠性;微机保护装置;变电站综合自动化系统 

 

1 项目概况

宁夏天新材料科技有限公司成立于2019年8月,注册资本6000万元,位于青铜峡工业园区,是专业从事有机氟产品研制、开发和生产的化工企业,项目总投资近10亿元,占地443.3亩,总建筑面积9.3万平方米。现拥有各项发明专*12项,是宁夏着重扶持的高新材料制造企业。主要产品包括二氟一氯乙烷(R-142b)、偏氟乙烯(VDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、电池级氟化锂(LiF)、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯等。公司注重各种含氟新材料的研究开发,瞄准国内外产品市场,力求与世*先*技术发展同步,本项目产品工艺成熟、先进,质量可靠。

本工程为宁夏天泽新材料科技有限公司35kV供配电工程,共有35kV总变电所一个,包括35kV配电系统和总变10kV配电系统;东区配电室一个;西区配电室一个。本工程一期用电容量为10000kVA,采用单电源供电,供电电源暂由110kV新桥变322桥鼎线T接引入;35kV电力电缆型号为3*(ZR-YJV62-26/35-1*400),引入35kV变电所35kV高压进线柜。电源由220kV小坝变35kV供电间隔T接引入。本工程35kV主变选用型号为SZ13-10000/35的三相双绕组有载调压电力变压器,容量为10000kVA。本变电站35kV部分共设KYN61-40.5型铠装移开式高压开关柜6面,接线方式为单母线接线方式,进、出线柜内断路器采用ZN85-40.5kV型固封极柱式真空断路器,柜体布置方式为单列布置。本变电站10kV部分共设KYN28A-12型铠装中置式高压开关柜6面,接线方式为单母线分段接线方式,进、出线柜内断路器采用ZN63-12kV型固封极柱式真空断路器,柜体布置方式为单列布置。本项目东区配电室设KYN28A-12型高压开关柜9面,采用双电源供电,主供电源由新建35kV变电站10kV出线柜“T"接引入,备用保安电源由110kV盛家墩变512新材线干线115#线杆“T"接引入,两路电源在高压侧不设母联。西区配电室设KYN28A-12型高压开关柜6面,采用双电源供电,主供电源由新建35kV变电站10kV出线柜“T"接引入,备用保安电源由东区配电室2AH4高压出线柜“T"接引入,两路电源在高压侧不设母联。

本工程共有一个35kV变电站和1个10kV开闭所,2个10kV变电35kV市电引入后经由35kV/10kV变压器,降至10kV电引入开闭所,再由开闭所进行分配电能至各个分变电所,整个变电站的一次系统干线图以及平面布局图如下:

 

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1 一次系统干线图

 

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2 35kV变电站和10kV开闭所平面布局图

 

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3 东区配电室平面布局图

 

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4 西区配电室平面布局图

2 项目需求

本项目35kV变电站为终端用户变,35kV采用单母线接线,为防止35kV变电站故障涉及其它变电所安全运行:需在35kV侧配置主变保护柜2面,以及变电站综合自动化系统Acrel-1000一套,实现对高压柜的设备运行情况实时监视和保护。

本次针对该35kV配电工程项目中不同保护对象配置不同微机保护装置,35kV主变按主保护加后备保护配置:差动保护装置AM5SE-D2、高后备保护装置AM5SE-TB、高侧测控装置AM5SE-K低侧测控装置AM5SE-K35kV线柜配置AM5-F线路保护装置10kV电容补偿柜配置AM5-C电容器保护装置;10kV变压器出线柜配置AM5-T变压器保护装置;10kV分段柜(预留)配置AM5-B备自投保护装置;10kV母线设备柜配置AM5SE-UB PT并列及监测装置,10kV出线柜配置AM5-F线路保护装置。针对各高压开关柜配置智能操控无线测温整体化装置ASD320,每面开关柜配置6点测温,其中,PT柜配置电池型无线测温传感器ATE200,其余高压开关柜配置CT取电型无线测温传感器ATE400。各型号产品主要实现的功能如下:

产品图片

产品型号

保护功能

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AM5SE-D2

差动保护装置

差动越限告警CT断线告警比率制动差动保护差动速断保护

AM5SE-TB

后备保护装置

三段式过流保护(可经复合电压闭锁、可带方向闭锁)反时限过流保护(可经复合电压闭锁)两段式零序过流保护零序反时限过流保护过负荷保护启动通风保护闭锁有载调压(常闭点)非电量保护两段间隙零序过流保护两段零序过压保护控制回路断线告警PT断线告警FC回路配合的过流闭锁功能自产零序过流保护遥控升档、遥控降档、遥控急停

AM5-F

线路保护装置

三段式过流保护(可经低电压闭锁、可带方向闭锁、可经二次谐波闭锁)、反时限过流保护(可经低电压闭锁)、两段式零序I01过流/反时限过流/后加速过流保护、两段式零序I02过流/反时限过流/后加速过流保护、重合闸、后加速过流保护(可经低电压闭锁)、过负荷告警、过负荷跳闸、失压跳闸、失压告警、低频减载/高频保护(可经滑差闭锁)、PT断线告警、控故障告警、FC回路配合的过流闭锁功能、非电量保护、逆功率保护、零序过压跳闸、零序过压告警、过电压跳闸、过电压告警、二次谐波闭锁、间歇接地保护

AM5-T

变压器保护装置

三段式过电流保护(可经复合电压闭锁、可经二次谐波闭锁)反时限过流保护(可经复合电压闭锁)两段式零序I01过流/反时限过流保护两段式零序I02过流/反时限过流保护过负荷告警过负荷跳闸PT断线告警控故障告警非电量保护FC回路配合的过流闭锁功能二次谐波闭锁间歇接地保护

AM5-C

电容器保护装置

两段式过流保护反时限过流保护两段式零序过流保护欠电压保护过电压保护零序过电压保护不平衡电压保护不平衡电流保护非电量保护PT断线告警控故障告警FC回路配合的过流闭锁功能二次谐波闭锁

AM5-B

备自投保护装置

三段式过流保护反时限过流保护后加速过流保护两段式零序过流/反时限过流/后加速过流保护进线备自投/母联备自投(支持16种备自投方式)PT断线告警控故障告警母线充电保护

AM5SE-UB

PT并列及

监测装置

I母PT投入II母PT投入PT自动并列解列PT遥控并列解列I母PT低电压告警I母PT过电压告警I母PT零序过压告警I母PT断线告警II母PT低电压告警II母PT过电压告警II母PT零序过压告警II母PT断线告警

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ASD320

智能操控无线测温整体化装置

一次动态模拟图指示及自检带电显示、闭锁及自检核相、强制加热、强制照明加热回路故障告警语音防误提示人体感应及柜内照明、已带电语音播报分合闸、远方就地、储能转换开关分合闸回路完好指示/电压测量预分预合闪光指示断路器分合次数统计RS485接口开关柜节点无线测温

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ATE400

CT取电型

无线测温传感器

无线频率:470MHz;

测温范围:-50 ℃~+125 ℃;

采样频率:25s;

发射频率:25s~5min;

   度:±1℃;

工作温度:-40 ℃~+85 ℃;

电池使用寿命应不小于5年;

传输距离:空旷距离不大于150米。

 


3 产品方案

本工程分为一个35kV变电站10kV开闭所2个10kV变电站,需要对每面高压柜配置AM5/AM5SE系列微机保护装置、ASD320-P6智能操控无线测温整体化装置、AMC96多功能仪表,此外,每个主变柜还需配置一只UP858-19AN档位变送器和一只ARTM-8温度巡检仪,档位变送器用于对主变压器的档位进行调节,温度巡检仪用于对主变压器温度的测量,以35kV变电站和10kV开闭所为例,上图方案如下:

 

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5 35kV变电站上图方案

 

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6 10kV开闭所上图方案

整个配电室所配置产品型号与数量如下:

开关柜编号

产品型号

产品数量

安装方式

35kV变电站

G1

AM5-F线路保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

G3

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE200 电池型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

G4

AM5SE-D2差动保护装置

1台

组屏安装

AM5SE-TB高后备保护装置

1台

AM5SE-TB后备保护装置

1台

AM5SE-K主变高侧测控装置

1

AM5SE-K主变低侧测控装置

1

UP858-19AN档位变送器

1只

ARTM-8温度巡检仪

1只

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

G5

AM5SE-D2差动保护装置

1台

组屏安装

AM5SE-TB高后备保护装置

1台

AM5SE-TB后备保护装置

1台

AM5SE-K主变高侧测控装置

1

AM5SE-K主变低侧测控装置

1

UP858-19AN档位变送器

1只

ARTM-8温度巡检仪

1只

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

10kV开闭所

D1

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

D2

AM5SE-UB PT监测并列装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE200 电池型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

D3

AM5-F线路保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

D4

AM5-F线路保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

D5

AM5SE-C电容器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

D6

AM5-B备自投保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

东区配电室

1AH1

AM5-F线路保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

1AH3

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

1AH4

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

2AH1

AM5-F线路保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

2AH4

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

2AH5

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

西区配电室

3AH1

AM5-F线路保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

3AH3

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

3AH4

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

4AH2

AM5-T变压器保护装置

1只

就地安装

ASD320智能操控无线测温整体化装置

1只

就地安装

ATE400 CT取电型无线测温传感器

6只

就地安装

AMC96多功能仪表

1只

就地安装

4 系统需求

为实时监视整个配电室的运行以及数据采集,该项目配置一套Acrel-1000变电站综合自动化系统,主要实现宁夏天泽35kV各个变电所的用电监控与管理。监控范围主要为变电所的微机保护装置。本系统由用户管理层、网络通信层、现场设备层三部分组成,现场设置的装置采用屏蔽双绞线连接至各变电所通信管理机,各变电所通信管理机将数据分类处理后,通过网线连接至交换机,上传至监控系统主机,实现电力监控功能。整个系统的架构如下:


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7 系统架构图

Acrel-1000变电站综合自动化系统可实现的功能如下:

  1. 实时监测:以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态,可以实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息,动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态。

     


    8 35kV变电站配电监测界面

     

     

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9 10kV开闭所配电监测界面

 

 

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  1. 电参量查询:在配电一次图中,可以直接查看该回路详细电参量,包括三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能等。

  2. 运行报表: 查询各回路或设备指*时间的运行参数,报表中显示电参量信息应包括:各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等,报表格式有日报表、月报表、年报表等。

 

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10 电参量统计报表

4)实时告警:能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位,保护动作、事故跳闸等事件发出告警。

5)历史事件查询:能够对遥信变位,保护动作、事故跳闸,以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理,方便用户对系统事件和报警信息进行历史追溯,查询统计、事故分析。

6)故障录波:能够在系统发生故障时,自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况,通过对这些电气量的分析、比较,对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平有着重要作用。

7)事故追忆:能够自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息,包括开关位置、 保护动作状态、遥测量等,形成事故分析的数据基础。

8)曲线查询:能够查询实时曲线和历史曲线,包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等所有遥测量。

 

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11 历史曲线查询

9)用户权限管理:设置了用户权限管理功能,通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控的操作,数据库修改等)。系统可以定义不同操作权限的权限组(如管理员组、工程师组、操作员组等),在每个权限组里分配不同用户,为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

10)网络拓扑图:支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态,能够完整的显示整个系统网络结构;可在线诊断设备通讯状态,发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。     

  

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12 网络拓扑图

11)遥控功能:根据电力规程要求,可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

12)通信管理:可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。

5 现场安装图片

本项目35kV主变保护采用组屏方式安装,35kV进线柜以及10kV设备就地安装在各个高压开关柜上,电力监控系统主机放置于高压配电房值班室内中,现场安装图片如下

   

 

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13 现场安装图片

6 结语

微机保护装置在电力系统中具有举足轻重的地位,它能够反应设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除,保证无故*设备继续正常运行,将事故限制在小范围,提高系统运行的可靠性,大限度地保证向用户安全、连续供电。Acrel-1000变电站综合自动化系统,可以通过通信管理机及网络交换机实时采集微机保护装置、智能操控装置多功能仪表等二次设备数据,实现整个厂区供配电系统的全方面电力监控与自动化管理能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量,实现无人或少人值班。

 

参考文献

[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2020.10月版

[3] 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2021.9月版


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