微機綜合保護測控裝置在某電廠10.5kV廠用電系統改造中的應用

李婧婧

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201800

 

摘要：某電廠8號機10.5kV廠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。通過對廠用電二次系統從設備選型、設計、施工調試等方面進行的改造，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、開關量采集、通訊功能于一體，提高了設備的可靠性、先進性和自動化水平。

關鍵詞：微機綜合保護測控裝置；電廠廠用電；可靠性

     某電廠8號機組10.5kV廠用電系統分為兩段，即V、VI段。正常工況下V、VI段分段運行，即聯絡斷路器060處于斷開位。V段由8GB經051斷路器供電，同時還可由IV段047斷路器供電（緊急備用電源），V段經配電柜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013、061斷路器供電，VI段經062斷路器和39B給機組用電400Vb段進行供電，063作為備用出線。詳見圖1。

圖1 電廠8號機10.5kV系統運行圖

       該系統運行至今已有10多年，兩個母線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，無液晶顯示，且不能實現遠方控制，自動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。

       為解決廠用電系統設備落后，故障頻發給安全生產帶來的被動局面，擬將10.5kV廠用兩個母線段配電裝置進行整體改造。繼電保護二次設備亦將隨之進行改造，選擇合適的微機保護測控裝置進行二次設備改造。

       該電廠8號機10.5kV廠用電系統采用兩個母線段配電裝置開關柜，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用電設計原理基礎來完成。

       在設計上，考慮工作直流電源和備用直流電源的可靠切換，把開關柜控制、合閘、信號直流電源布置在每個開關柜上部設置的小母線上。10.5kV開關柜均需考慮柜內加熱、照明問題及電源的布置，各開關柜的加熱、照明電源，取自每個開關柜上部設置的交流電源小母線上。同時，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用電流互感器和電壓互感器來設計接入。

       根據該電廠8號機10.5kV廠用電母線所接設備負荷性質的不同，針對進線柜采用AM5SE-F線路保護測控裝置，配備有三段式過流保護、反時限過流保護、零序過流等保護功能，當線路出現故障時，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起到預警或切斷回路，避免變壓器損壞；針對母聯柜采用AM5SE-B備自投保護測控裝置，配備有母聯備自投、自適應備自投、進線備自投、聯切備自投等多種備自投功能，由于該電廠8號機10.5kV廠用電系統最初設計時考慮的是母聯備自投方案，后續由于進線2容量調整，僅能支持VI段重要負載，故需調整為聯切備自投供電方案，上述兩種方案均可在AM5SE-B備自投保護測控裝置中由用戶自行調整；針對PT柜采用AM5SE-UB PT監測并列裝置，當其中一臺PT柜手車退出檢修時，為了避免本段進線柜配置的低電壓保護誤動，可通過AM5SE-UB將另一段母線電壓并過來使用；同時，針對于低壓母聯柜，配置AM5-DB低壓備自投保護裝置，可實現低壓系統中母聯備自投或者進線備自投功能。

       此外，此次二次系統改造在設計上還考慮了閉鎖，051合閘回路中串入來自061進線柜和母聯柜060斷路器接點，同理其它進線斷路器亦均接入了閉鎖條件。對于V段備用進線柜052，還在其合閘回路中串入采自0477地刀的閉鎖信號，VI段進線柜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，即接地開關在合閘位的情況下，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

       為實時監視整個配電室的運行以及數據采集，針對該電廠配置一套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，實現對10kV變電站的用電監控與管理，提高自動化管理水平。其可實現的主要功能如下：實時監測、電參量查詢、運行報表、實時報警、歷史事件查詢、電能統計報表、用戶權限管理、網絡拓撲圖、電能質量監測、遙控功能、通信管理、故障錄波、事故追憶、曲線查詢、Web訪問、APP訪問。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8號機10.5kV廠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，目前裝置運行良好。改造后的廠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，正確解決問題提供了依據；新配置的各保護裝置之間通過“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，保障了該廠安全、穩定生產。

[1] 張保會，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] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.11月版

       李婧婧，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為繼電保護裝置的應用。