10kV供配電工程的應用

摘要：智能配電監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化和信息時代的產(chǎn)物。廣泛應用于電網(wǎng)用戶側建筑、體育場館、科研設施、機場、交通、醫(yī)院、電力、石化等領域的/低壓變配電系統(tǒng)。安科瑞自主研發(fā)的Acrel-2000系列監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控壓開關柜、低壓開關柜、應急發(fā)電機組的工作狀態(tài)，記錄監(jiān)控參數(shù)和開關狀態(tài)。當參數(shù)值超過允許范圍時，會發(fā)生預警和報*警，并控制相關設備；環(huán)境監(jiān)測、安*全監(jiān)測等功能也可以通過收集配電室的溫濕度、水浸、煙霧感覺、門禁和視*頻來實現(xiàn)。本文介紹了Acrel-2000系列監(jiān)控系統(tǒng)在亞運會手球館建設10kV供配電項目中的應用，實現(xiàn)了分布式采集和集中控制的智能管理，為現(xiàn)場設備的安*全、可靠、效運行提供了堅實的技術保障。

關鍵詞: 智能配電監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控控制、環(huán)境監(jiān)控

1 項目概述及需求

本項目為增容項目，采用10KV雙路供電，10KV進線電源由110KV傳輸?shù)?0KV旅校A634線新設亞浙G12間隔，10KV進線電源由110KV順壩到10KV順寧A394線順九G12間隔。本期新增一座變電所( 手球館變電所) 新增2臺1600KVA專用變壓器及配套低壓開關柜，負責手球館供電。

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國變電站正朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展，自動化設備和繼電保護裝置以其優(yōu)異的性能得到了廣泛的應用。AM5SE系列微機保護裝置可為中原科技城智能能源配電工程中的不同保護對象提供相應的保護功能。此外，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)收集相關遙測和遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，可以大大提變電站運行的可靠性、安*全性和供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站的綜合自動化，實現(xiàn)無人值班。

關鍵詞:安*全性；可靠性；微機保護裝置；電力監(jiān)控系統(tǒng)；

1 概述中原科技城位于鄭州市鄭東新區(qū)北部龍湖區(qū)，北臨連霍速，南臨龍湖，東臨龍子湖，西臨中州大道，核心用地面積約16.4平方公里。這是“十四五"期間河南省和鄭州市集數(shù)字文化創(chuàng)意、信息技術、前沿技術、生命科學、人才教育于一體的核心“城市科技帶"。中原科技城核心起步區(qū)總用地約453畝，建筑面積114.2萬平方米。

本項目為綜合智能能源A1和A4能源站10kV項目。項目位于中原科技城核心起點區(qū)，各進線源均為工業(yè)創(chuàng)新開閉所。進出口柜采用電纜進出口的方式，采用KYN28-12型金屬鎧裝手車真空開關柜。兩個能源站均為兩條進線和一條母聯(lián)的供電系統(tǒng)，并配有多個變壓器、電機和電容器的出線電路。

2 產(chǎn)品需求

2.1 保護功能要求

中原科技城智能能源站配電項目配備不同的微機保護裝置，其中進線柜配備AM5SE-F線路保護裝置，PT柜配備AM5SE-UB 配電變壓器柜配備AM5SE-T變壓器保護裝置，母聯(lián)柜配備AM5SE-B備自投保護裝置，電容出線柜配備AM5SE-C電容器保護裝置，電機出線柜配備AM5SE-M電機保護裝置，主要通過以下保護功能實現(xiàn)對壓柜設備運行的實時監(jiān)控和保護：

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信號出口分開，將這些信號送到信號箱中，便于實現(xiàn)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的功能，滿足此需求。同時需要通過電力監(jiān)控系統(tǒng)對微機保護的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)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A4兩個能源站，包括2個10kV變配電室，配電室均兩段母線，均采用單母線系統(tǒng)，包括37面壓開關柜，整個配電室共設31臺保護裝置，以其中A1能源站的系統(tǒng)為例，上圖方案如下：

圖2 A1能源站10kV一次系統(tǒng)上圖

A1和A4能源站10kV配電工程所設微機保護型號與數(shù)量如下：

4 系統(tǒng)需求

為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機保護裝置、儀表。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡通信層、現(xiàn)場設備層三部分組成，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力監(jiān)控功能。

電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下：

.       實時監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，可以實時監(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)。

.       電參量查詢：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、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

.       運行報表： 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，報表格式有日報表、月報表、年報表等。

.       實時告警：能夠對配電回路斷路器、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。

.       歷史事件查詢：能夠對遙信變位，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*警信息進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

.       故障錄波： 能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，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、提電力系統(tǒng)安*全運行水平有著重要作用。

7）事故追憶：能夠自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息，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。

8）曲線查詢：能夠查詢實時曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等所有遙測量。

9）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。系統(tǒng)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），在每個權限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安*全保障。

10）網(wǎng)絡拓撲圖：支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(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。

11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，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。

12）通信管理：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。

5 現(xiàn)場安裝圖片

本項目微機保護就地分散安裝在各個壓開關柜上，電力監(jiān)控系統(tǒng)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(xiàn)場安裝圖

圖4 電力監(jiān)控系統(tǒng)在中原科技城配電工程現(xiàn)場界面圖

6 結語

微機保護裝置在電力系統(tǒng)處于至關重要的位置，它能夠反應設備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動迅速地、有選擇性地動作于斷路器將故障設備從系統(tǒng)中切除，設備繼續(xù)正常運行，將事故范圍控制在*小范圍內(nèi)，提系統(tǒng)運行的可靠性，*大限度地保證向用戶安*全、連續(xù)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(qū)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。并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，能大大提變電站運行的可靠性、安*全性、提供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。

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(tǒng)設計與產(chǎn)品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.11月版

1.       【技術支持衛(wèi)星：CDD-9888】【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業(yè)能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺；

3.       系統(tǒng)解決方案：變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、馬達保護與監(jiān)控系統(tǒng)、動環(huán)監(jiān)控及能效分析系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源監(jiān)控裝置、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、余壓監(jiān)控系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)；無線測溫系統(tǒng)；

4.       中壓測控裝置：環(huán)網(wǎng)柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監(jiān)控與保護：弧光保護裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網(wǎng)絡電力儀表、諧波表、電能質(zhì)量表、海拔儀表、逆電流監(jiān)測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯(lián)網(wǎng)儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環(huán)保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質(zhì)量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發(fā)生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數(shù)補償控制器、自愈式低壓并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災監(jiān)控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監(jiān)控裝置、在線監(jiān)控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監(jiān)測裝置、醫(yī)療機構絕緣報警顯示儀、醫(yī)療醫(yī)院用隔離變壓器、工業(yè)用絕緣監(jiān)測裝置、電氣防火限流式保護器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數(shù)據(jù)中心/鐵塔基站：數(shù)據(jù)采集模塊、機房數(shù)據(jù)柜監(jiān)控裝置、多回路電表、母線監(jiān)控裝置、電力監(jiān)控屏；

11.       智能網(wǎng)關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數(shù)據(jù)轉換模塊、串口服務器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

13.       環(huán)保監(jiān)控：油煙在線監(jiān)測儀、環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸裝置；

進儲能群、電力群、光伏群；找供應商、找客戶、找圈子，

衛(wèi)星：CDD-9888（分享資源 合作共贏）