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微機保護裝置在10kV供電系統備自投中的設計與應用

更新時間:2020-07-08   點擊次數:2096次

摘要:介紹微機型保護裝置的特點,闡述Sepam S40系列微機保護裝置在兩進線一母聯運行方式下備自投功能實現。實踐證明,采用該裝置能減少用電設備停電時間和提高供電系統運行水平。

關鍵詞:微機保護裝置;備用電源;自動投入

備自投裝置是電力系統中為了提高供電可靠性而裝設的自動裝置,對提高多電源供電負荷的供電可靠性,保證連續供電有非常重要的作用。隨著電網容量的擴大和用電 負荷的增加,電力用戶對電網運行水平和供電可靠性的要求越來越高,使得備自投裝置在配電網絡中應用越來越廣泛。

在變電站中靠繼電器進行互相投切的備自投裝置已經 比較普及,然而隨著微機保護技術的不斷成熟與完善,微 機保護裝置以靈敏可靠的故障響應、高精度的測量、良好 的抗干擾性、強大的通信功能、方便的安裝檢修維護等優點在電網中得到了廣泛的應用,已逐步取代原繼電器投切 的備自投裝置。

1  微機型保護裝置的特點

相比繼電器式的備自投裝置,微機型保護裝置以其特點非常適合現代綜合自動化變電站,具體表現如 T:

(1)可以就地或遠方進行備用電源的投退。

(2)帶有獨立的通信口,通過串行通信及通用的通信規約可進行信息上傳、遠方査詢、整定或與PC機連接進 行整定、試驗、査詢。

(3)具有完善的自檢功能和友好的人機界面,并配置 PC機調試軟件,使整定、調試、維護極為方便。

(4)可單獨應用也可和變電站綜合自動化配套應用。

(5)適用于各種接線方式的備用電源自投方式,同時可根據運行方式的變化,不改動裝置二次接線,僅通過靈活的內部邏輯編程,就能適應新運行方式下的備用電源自投需要。

2 Sepam S4O在備自投功能的應用

在liokv芙煉線進線電源突然失壓造成全廠停電情況下,為避免人工恢復供電時間過長造成的設備或人身安全事故,韶關冶煉廠在*配電室增設10kV電源F13(901), F21 (902)備用電源與母聯(900)備自投裝置,且為方便檢修,要求具備就地解除手段。為此高壓開關柜中配置了施耐德Sepam 系列SW微機保護裝置來實現備自投功能。

Sepam系列S40微機保護裝置具有齊全的電流電壓測量功能,完善的帶時限/反時限過電流速斷、接地故障、 低電壓保護,大屏幕中文液晶顯示界面,簡單易懂的中文調試軟件,10路開關量輸入和8路繼電器輸出,可通過硬件二次回路設計及內部軟件設置實現手動/自動的閉鎖、 本地/遠方功能。

韶關冶煉廠*配電室采用單母分段的接線方式,其備用電源自投功能由2臺進線保護裝置及1臺分段保護裝 置共同實現,如圖1所示。

 

圖1系統一次主接線圖

901裝置(電源I線保護裝置)引入了電源I線的三相電壓及1QF開關狀態、電源II線的有壓信號和2QF合閘狀態輔助觸點、手動分閘閉鎖的接點。902裝置(電源II 線保護裝置)引入了電源II線的三相電壓及2QF開關狀態、電源I線的有壓信號和1QF合閘狀態輔助觸點、手動分閘閉鎖的接點。900裝置(母聯保護裝置)引入了母聯 3QF開關狀態、901裝置自投合閘命令接點、902裝置自投合閘命令接點。

正常運行時,電源I線電壓正常,1QF斷路器在合閘 狀態,無手動分閘閉鎖輸入,901裝置無保護動作(*);電源II線電壓正常,2QF斷路器在合閘狀態,無手 動分閘閉鎖輸入,902裝置無保護動作(*);3QF斷 路器在分閘狀態,903裝置無保護動作(*);“備自投允許”壓板投入。備自投邏輯處于工作狀態。

*種運行方式:I母失電(電源I線進線無壓、無流 且1QF合閘狀態),電源II線進線有壓、有流且2QF在合 位,901無閉鎖信號(*、無手分閉鎖、無TV斷線、

“備自投允許”壓板投入),跳1QF,確認1QF跳開后發 自投命令給900裝置,合3QF。901裝置備自投邏輯如圖 2所示。

短路電流計算是進行綜保整定的前提。本文以該廠石灰石破碎車間配電室為例,其11kV配電系統見圖1。

圖2 901裝置備自投邏輯圖

第二種運行方式:II母失電(電源II線進線無壓、無流且2QF合閘狀態),電源I線進線有壓、有流且1QF在合位,902無閉鎖信號(*、無手分閉鎖、無TV斷 線、“備自投允許”壓板投入),跳2QF,確認2QF跳開 后發自投命令給900裝置,合3QF。902裝置備自投邏輯 如圖3所示。

圖3 902裝置備自投邏輯圖

當901裝置或902裝置發自投命令給900裝置后,900裝置得到自投信號并檢測到3QF斷路器在分閘狀態時,執 行自投動作合3QF。900裝置備自投邏輯如圖4所示。

圖4 900裝置備自投邏輯圖

閉鎖條件:手跳/遙跳斷路器、保護動作、TV斷線、 無壓有流、“備自投投入”壓板退出。其中“備自投投 入”壓板為備自投裝置應具有的就地解除手段。裝置一旦閉鎖,就需人工復位解鎖或裝置失電后自動解鎖。進線與母聯之間的閉鎖邏輯如圖5所示。

圖5進線與母聯閉鎖邏輯圖

故障記錄:順序事件記錄SOE中,記錄了裝置各出 口啟動順序、出口元件的啟動時間及返回時間,以便事故 分析,可根據需要通過通信接口上傳。

3安科瑞微機保護產品介紹與選型

3.1概述 

AM5系列微機保護測控裝置(以下簡稱裝置)集保護、測量、控制于一體,適用于35kV 及以下電壓等級的用戶終端變電站(所),可實現用戶變電站的保護和測控。應用領域覆蓋電 力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業。 

裝置采用先進成熟可靠的保護原理和算法,抗干擾性能強,可靠性高,保護實現方式靈活,通訊采用冗余設計。裝置具備獨立的高精度電流測量回路,16路開關量采集和10路繼 電器輸出,能與 Acrel-2000 電力監控軟件配合,可以實現無人值班的終端用戶變電站配電自動化系統。 

安科瑞微機保護產品選型

3.2 特點

成熟完善的保護功能 

裝置針對不同一次設備可以靈活配置不同的保護功能,可以實現 35kV 及以下電壓等級 

變配電站保護測控功能,適用于線路、母聯、配電變壓器、高壓電動機、高壓電容器等設備的保護和自動控制功能。 

高性能硬軟件平臺 

裝置采用高性能的硬件平臺,全部采用工業級元器件,專業的 EMC 設計,配合完善的在 線自檢測試程序,采用高性能處理器作為保護 CPU,配置以大容量的 RAM 和 Flash,使本產品具有較強的數據處理、邏輯運算和信息存儲能力。 

人性化 

裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示,人機界面清晰易懂; 

靈活、舒適的按鈕設計,菜單式操作簡單、便捷; 

配備的計算機界面的調試與分析軟件,調試及維護簡單方便。

豐富的接口資源

8 路交流電流通道、4 路交流電壓通道; 

16 路開關量輸入通道(交直流兩用)、10 路開關量輸出通道; 

2 個 RS485 通訊接口、1 個 RS232 維護口、1 個 IRIG-B 對時口。 

靈活方便的接線方式 

AM5 的交流電壓輸入端口可接相電壓,也可接線電壓或零序電壓或不平衡電壓,適應各 

種 PT 接線方式。保護電流和測量電流通道可分別接三相電流;另外兩個交流電流通道可以 

接零序電流、不平衡電流或者線路電流。 

透明化

實時記錄交流量、開入量、開出量和所有保護模塊的狀態; 

記錄內部各元件動作行為、動作時間和錄波數據。 

強大的圖形可編程 

采用全圖形化編程技術,可以根據需要對裝置進行邏輯編程,滿足多數用戶的要求。如 

果裝置在使用過程中需要更換保護功能,只需通過裝置的維護端口更新內置邏輯圖即可,實 現方式簡單靈活。

高可靠性設計

通過 5 項電磁兼容檢測認證,電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達到 

IV 級標準。 

4 結束語 

韶關冶煉廠*配電室高壓10kV供電系統采用Se- pam系列微機保護裝置以來,在近一次電源I線突然失 壓的情況下,備自投功能啟動,另一路備用電源F21迅速 自動投入,避免了因停電可能造成的設備、人身安全事故 和經濟損失。這證明了備自投裝置在現代企業供電系統中 的重要性和必要性。

參考文獻

  • GB 50062—2008電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范 [S]
  • 李軍學,趙海,機保護裝置在10kV供電系統備自投中的應用
  • 安科瑞電力監控與保護類產品選型手冊,2020.01 

 

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