微機綜合保護測控裝置在某電廠(chǎng)10.5kV廠(chǎng)用電系統改造中的應用

摘要：某電廠(chǎng)8號機10.5kV廠(chǎng)用電二次系統設備大多為常規電磁式繼電器、電量變送器等。通過(guò)對廠(chǎng)用電二次系統從設備選型、設計、施工調試等方面進(jìn)行的改造，尤其微機綜合保護測控裝置的應用，集控制、保護、測量、信號報警、開(kāi)關(guān)量采集、通訊功能于一體，提高了設備的可靠性、先進(jìn)性和自動(dòng)化水平。

關(guān)鍵詞：微機綜合保護測控裝置；電廠(chǎng)廠(chǎng)用電；可靠性

     某電廠(chǎng)8號機組10.5kV廠(chǎng)用電系統分為兩段，即V、VI段。正常工況下V、VI段分段運行，即聯(lián)絡(luò )斷路器060處于斷開(kāi)位。V段由8GB經(jīng)051斷路器供電，同時(shí)還可由IV段047斷路器供電（緊急備用電源），V段經(jīng)配電柜053斷路器和38B給機組自用電400Va段供電，而VI段則是由I段經(jīng)013、061斷路器供電，VI段經(jīng)062斷路器和39B給機組用電400Vb段進(jìn)行供電，063作為備用出線(xiàn)。詳見(jiàn)圖1。

圖1 電廠(chǎng)8號機10.5kV系統運行圖

       該系統運行至今已有10多年，兩個(gè)母線(xiàn)段配電裝置及繼電保護二次設備基本為電磁式繼電器，控制操作、防跳回路設備全部為電磁式繼電器，二次回路設計復雜凌亂，無(wú)液晶顯示，且不能實(shí)現遠方控制，自動(dòng)化程度和安全可靠性低，這些因素嚴重影響了設備的安全可靠運行。

       為解決廠(chǎng)用電系統設備落后，故障頻發(fā)給安全生產(chǎn)帶來(lái)的被動(dòng)局面，擬將10.5kV廠(chǎng)用兩個(gè)母線(xiàn)段配電裝置進(jìn)行整體改造。繼電保護二次設備亦將隨之進(jìn)行改造，選擇合適的微機保護測控裝置進(jìn)行二次設備改造。

       該電廠(chǎng)8號機10.5kV廠(chǎng)用電系統采用兩個(gè)母線(xiàn)段配電裝置開(kāi)關(guān)柜，全部二次回路原理圖的設計工作結合微機綜合保護測控裝置原理和原廠(chǎng)用電設計原理基礎來(lái)完成。

       在設計上，考慮工作直流電源和備用直流電源的可靠切換，把開(kāi)關(guān)柜控制、合閘、信號直流電源布置在每個(gè)開(kāi)關(guān)柜上部設置的小母線(xiàn)上。10.5kV開(kāi)關(guān)柜均需考慮柜內加熱、照明問(wèn)題及電源的布置，各開(kāi)關(guān)柜的加熱、照明電源，取自每個(gè)開(kāi)關(guān)柜上部設置的交流電源小母線(xiàn)上。同時(shí)，綜保測控裝置中的保護和測量交流回路，按保護和測量各自專(zhuān)用電流互感器和電壓互感器來(lái)設計接入。

       根據該電廠(chǎng)8號機10.5kV廠(chǎng)用電母線(xiàn)所接設備負荷性質(zhì)的不同，針對進(jìn)線(xiàn)柜采用AM5SE-F線(xiàn)路保護測控裝置，配備有三段式過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、零序過(guò)流等保護功能，當線(xiàn)路出現故障時(shí)，能夠快速切除故障，保證一次設備的穩定運行；針對變壓器柜采用AM5SE-T配電變保護測控裝置，除了基本的三段式過(guò)流保護等功能外，還配備有高溫告警、超溫跳閘保護功能，能夠在變壓器出現溫度異常時(shí)起到預警或切斷回路，避免變壓器損壞；針對母聯(lián)柜采用AM5SE-B備自投保護測控裝置，配備有母聯(lián)備自投、自適應備自投、進(jìn)線(xiàn)備自投、聯(lián)切備自投等多種備自投功能，由于該電廠(chǎng)8號機10.5kV廠(chǎng)用電系統最初設計時(shí)考慮的是母聯(lián)備自投方案，后續由于進(jìn)線(xiàn)2容量調整，僅能支持VI段重要負載，故需調整為聯(lián)切備自投供電方案，上述兩種方案均可在A(yíng)M5SE-B備自投保護測控裝置中由用戶(hù)自行調整；針對PT柜采用AM5SE-UB PT監測并列裝置，當其中一臺PT柜手車(chē)退出檢修時(shí)，為了避免本段進(jìn)線(xiàn)柜配置的低電壓保護誤動(dòng)，可通過(guò)AM5SE-UB將另一段母線(xiàn)電壓并過(guò)來(lái)使用；同時(shí)，針對于低壓母聯(lián)柜，配置AM5-DB低壓備自投保護裝置，可實(shí)現低壓系統中母聯(lián)備自投或者進(jìn)線(xiàn)備自投功能。

       此外，此次二次系統改造在設計上還考慮了閉鎖，051合閘回路中串入來(lái)自061進(jìn)線(xiàn)柜和母聯(lián)柜060斷路器接點(diǎn)，同理其它進(jìn)線(xiàn)斷路器亦均接入了閉鎖條件。對于V段備用進(jìn)線(xiàn)柜052，還在其合閘回路中串入采自0477地刀的閉鎖信號，VI段進(jìn)線(xiàn)柜061的合閘回路中同樣串入了0137接地刀閘的信號，作為閉鎖條件，即接地開(kāi)關(guān)在合閘位的情況下，斷路器是合不上的，這樣就可以避免帶地刀合閘的情況的出現。具體的控制回路二次原理圖如圖2所示。

圖2 控制回路二次原理圖

       為實(shí)時(shí)監視整個(gè)配電室的運行以及數據采集，針對該電廠(chǎng)配置一套Acrel-2000Z電力監控系統，將微機保護的數據上傳至電力監控系統，實(shí)現對10kV變電站的用電監控與管理，提高自動(dòng)化管理水平。其可實(shí)現的主要功能如下：實(shí)時(shí)監測、電參量查詢(xún)、運行報表、實(shí)時(shí)報警、歷史事件查詢(xún)、電能統計報表、用戶(hù)權限管理、網(wǎng)絡(luò )拓撲圖、電能質(zhì)量監測、遙控功能、通信管理、故障錄波、事故追憶、曲線(xiàn)查詢(xún)、Web訪(fǎng)問(wèn)、APP訪(fǎng)問(wèn)。改造后的電力監控系統拓撲圖如圖3所示。

圖3 電力監控系統拓撲圖

       該電廠(chǎng)8號機10.5kV廠(chǎng)用電系統改造及微機綜合保護測控裝置自2019年改造投運以來(lái)，目前裝置運行良好。改造后的廠(chǎng)用電系統綜合保護測控裝置配置，記憶功能強大，為今后事故準確分析，正確解決問(wèn)題提供了依據；新配置的各保護裝置之間通過(guò)“手拉手"將485通信接口連接，數據送至Acrel-2000Z電力監控系統，方便查看保護信息及故障信息管理，保障了該廠(chǎng)安全、穩定生產(chǎn)。

[1] 張保會(huì )，尹項根.電力系統繼電保護.中國電力出版社，2005.

[2] 楊春貴，陳宏明.電力訊息，2015年8月下.

[5] 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