摘 要：在變電站電力系統(tǒng)中,輸電線路是最重要的部分,因此,對輸電線路的保護對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有非常重要的意義。繼電保護裝置是一種反映電力系統(tǒng)故障和不正常運行狀態(tài),并且作用于斷路器跳閘和發(fā)出告警信號的設備，其啟到保證電力系統(tǒng)安全運行,提高供電質(zhì)量。同時變電站設備老化、長期高負荷運行都可能使設備局部溫度過高而發(fā)生火災，因此,對變電站內(nèi)的敏感設備進行溫度檢測變得尤為重要。同時隨著智能電網(wǎng)對變電站高壓柜智能化的要求,智能操控單元也成為變電站高壓柜內(nèi)重要的組成部分。因此本文根據(jù)高壓開關柜的特點，通過安裝微機保護裝置、開關柜智能操控裝置、電氣接點無線測溫產(chǎn)品，并將所有數(shù)據(jù)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)變電站供配電系統(tǒng)的監(jiān)測與管理。
關鍵詞：變電站；繼電保護；智能操控；無線測溫
1 項目概況
本工程為山東凱瑞英材料科技有限公司羥脲磺胺類醫(yī)藥中間體產(chǎn)業(yè)鏈項目，本工程系統(tǒng)包含3個變電站（所）分別為35/10kV變電站、10kV裝置變電所和10kV循環(huán)水廠變電所。三個變電所均配置有后臺監(jiān)控系統(tǒng)，35/10kV變電站中放置三套后臺電腦，兩個10kV變電所各配置一套后臺系統(tǒng)。除10kV部分保護數(shù)據(jù)外，變電所下的0.4kV進線保護和母聯(lián)保護，馬達保護裝置數(shù)據(jù)均上傳接入10kV變電所后臺系統(tǒng)。最終兩個10kV變電所數(shù)據(jù)通過光纖上傳到35/10kV變電站后臺，進行集中監(jiān)控。35/10kV變電站集控系統(tǒng)同時預留了中心化驗室變電所，辦公樓變電所，污水處理站變電所，罐區(qū)變電所的數(shù)據(jù)接口。集控系統(tǒng)要求配備了智能設備接口，充分保證系統(tǒng)的安全可靠運行，也要求兼顧目前綜合自動化系統(tǒng)的全面性、先進性。
2 產(chǎn)品需求及配置
本次針對山東凱瑞英材料科技有限公司羥脲磺胺類醫(yī)藥中間體產(chǎn)業(yè)鏈項目，需要配置微機保護裝置、智能操控裝置及無線測溫產(chǎn)品，對廠區(qū)內(nèi)配電工程中所有高壓柜狀態(tài)進行的監(jiān)測。首先該項目的微機保護要求如下：
繼電保護裝置采用性能穩(wěn)定可靠具有良好運行經(jīng)驗的綜合保護繼電器。
當開關柜在線工作時，所有保護繼電器性能均應能夠被測試。只有在實際測試時，被測試繼電器的跳閘回路暫時不能工作。
所有動作跳閘的保護繼電器均應有指示標志或裝有指示器，并且只能在就地手動復位。
1）35kV進線：三段式過流、重合閘、過負荷、PT斷線告警；獨立的操作回路；
2）35kV母聯(lián)：過流保護、速斷保護、備自投保護；獨立的操作回路；
3）35kVPT: PT監(jiān)測、PT并列；
4）35kV主變：三段式過流、兩圈變差動保護、高低后備保護、非電量保護；獨立的操作回路；
5）10kV進線：三段式過流、重合閘、過負荷、PT斷線告警；獨立的操作回路；
6）10kV母聯(lián)：過流保護、速斷保護、備自投保護；獨立的操作回路；
7）10kVPT: PT監(jiān)測、PT并列；
8）10kV變壓器：三段式過流、過負荷、PT斷線告警、非電量保護；獨立的操作回路；
9）10kV電動機：三段式過流、熱過載、堵轉(zhuǎn)保護、電壓不平衡保護；獨立的操作回路；
10）10kV電容：二段式過流、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、欠電壓保護；獨立的操作回路；
根據(jù)上述繼電保護要求，故此選擇AM5SE系列微機保護裝置。
第二，該項目的智能操控及無線測溫要求如下：
1）開關柜每個回路配置一套智能操控裝置。裝置工作環(huán)境溫度-10℃~55℃，相對濕度≤95%。每個進、出線開關柜的開關斷口動、靜觸頭處（150A以下每屏斷路器動、靜2*3個測點；150A額定電流以上3*3個測點）加裝無線在線測溫裝置一套，測溫裝置與智能操顯采用一體式的產(chǎn)品。
2）開關柜智能操控裝置具備以下功能：斷路器分合位置動態(tài)顯示；接地開關位置動態(tài)顯示；彈簧儲能動態(tài)顯示；語音防誤提示功能；LCD顯示多項數(shù)據(jù)；事件記錄，故障報警；分合閘轉(zhuǎn)換開關，遠方就地開關；兩路溫濕度控制器功能；兩路加熱和一路降溫輸出；人體紅外感應探頭；現(xiàn)場可編程；高壓帶電顯示和閉鎖裝置；RS485通訊功能，Modbus 通訊協(xié)議。
3）除PT柜外，測溫傳感器選用感應取電，啟動電流大于5A；PT柜傳感器選用電池供電，電池壽命應大于5年。
4）選用的開關柜智能操控測溫裝置產(chǎn)品需要有國家機構出具的高壓型式實驗報告、國家無線電核準報告、電磁兼容實驗報告。
根據(jù)上述要求，故此選擇安科瑞的智能操控裝置及無線測溫產(chǎn)品如下表。
3 產(chǎn)品方案明細
該項目的3個變電站（所）分別為35/10kV變電站、10kV裝置變電所和10kV循環(huán)水廠變電所，以10kV循環(huán)水廠變電所為例，智能操控及無線測溫產(chǎn)品和微機保護裝置的產(chǎn)品上圖如下：
本項目共計使用微機保護裝置76只，智能操控裝置78只，無源無線傳感器420只，有源無線傳感器48只。
1）微機保護裝置明細
4 現(xiàn)場調(diào)試整定
根據(jù)客戶的現(xiàn)場需求，對高低后備的開入開出進行定義，具體定義如下表所示。
5 電力監(jiān)控系統(tǒng)需求及設計
電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，應能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。
1）電參量查詢
在配電一次圖中，應可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等，并可以查看24小時相電流趨勢曲線。
2）運行報表
應能查詢各回路或設備時間的運行參數(shù)，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(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。
3）實時報警
應具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、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(fā)出告警。
監(jiān)控系統(tǒng)實時彈出告警窗口，可實現(xiàn)語音報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，并可實現(xiàn)短信告警。
4）歷史事件查詢
應能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
5）電能統(tǒng)計報表
應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)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。
6）用戶權限管理
應具備設置用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
7）網(wǎng)絡拓撲圖
系統(tǒng)應支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構；可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)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。
8）電能質(zhì)量監(jiān)測
應可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。配電系統(tǒng)維護人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量，及時采取相應的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。
9）遙控功能
應可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應的操作命令。
10）通信管理
應可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設備的通信和數(shù)據(jù)情況。
11）故障錄波
應可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關電氣量的變化情況，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(tǒng)安全運行水平有著重要作用。
12）事故追憶
應可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，包括開關位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。
13）曲線查詢
應可在曲線查詢界面，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)等曲線。
根據(jù)上述需求，設計本項目電力監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖如下：
6 現(xiàn)場安裝圖片
7 結(jié)語隨著電力系統(tǒng)正向著可靠性、高自動化、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)外高度重視的關鍵問題,特別是電力系統(tǒng)中起著控制和保護等重要作用的開關柜的監(jiān)控。本文介紹的安科瑞無線測溫產(chǎn)品針對高壓開關柜內(nèi)斷路器觸頭的溫度進行監(jiān)測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發(fā)熱成為隱患，提升設備安全保障。及時、持續(xù)、準確反映設備運行狀態(tài)，避免安全事故的發(fā)生，降低設備事故率。安科瑞智能操控區(qū)別于由幾個獨立的電子裝置分別實現(xiàn)帶來的集成度低,配線復雜,可靠性差的缺點，實現(xiàn)大大提高開關柜操控的集成度和智能化程度。安科瑞繼電保護裝置可以在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，在較短的時間以及范圍內(nèi)，及時地切除或者隔離有問題的器件，或者是向電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號，借以電力維護人員及時解決問題，繼電保護裝置不僅能保護設備器件不受損壞，還由于能夠自動切斷隔離降低了連帶故障發(fā)生的機會。
參考文獻
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[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)設計與產(chǎn)品二次原理圖集.2019.7月版
[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2020.1月版
更新時間：2023-12-13 
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