摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國變電站正朝著現(xiàn)代化的方向不斷發(fā)展,自動化設(shè)備以及繼電保護(hù)裝置憑借自身優(yōu)異性能而獲得廣泛應(yīng)用。本文介紹的AM4-I微機(jī)保護(hù)裝置和AM5-B備自投保護(hù)裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能，并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。
??關(guān)鍵詞：安全性；可靠性；微機(jī)保護(hù)裝置；備自投保護(hù)裝置；高速公路；電力監(jiān)控系統(tǒng)
??1 概述
??新柳南高速公路是自治區(qū)統(tǒng)籌推進(jìn)的重大項(xiàng)目，是廣西高速公路規(guī)劃網(wǎng)中規(guī)模大、總里程數(shù)長的在建項(xiàng)目，是廣西高速公路網(wǎng)“七縱"桂林-柳州-南寧公路的重要組成部分。本次項(xiàng)目主要涉及柳州到南寧路段。項(xiàng)目起點(diǎn)位于柳州市洛滿鎮(zhèn)，接三江至柳州高速公路，終點(diǎn)位于南寧市五塘鎮(zhèn)，接南寧外環(huán)高速公路。主線長200公里，連接線長113.4公里。主線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，瀝青混凝土路面，路基寬26.5米，設(shè)計行車速度120公里/小時。全線共有70座橋梁，21座隧道，13處互通式立交，4對服務(wù)區(qū)，項(xiàng)目總概算207.5億元。
??本項(xiàng)目配電工程包括五塘服務(wù)區(qū)、里高收費(fèi)站、將帽山隧道等48個變電所。變電所高壓柜采用SM6型環(huán)網(wǎng)高壓開關(guān)柜和KYN28-12型移開式金屬鎧裝高壓柜。所有高壓開關(guān)柜均需安裝微機(jī)保護(hù)裝置，主要包括大量的進(jìn)出線柜和幾個母聯(lián)柜，實(shí)現(xiàn)過流、速斷、零序、失壓、超溫等繼電保護(hù)及實(shí)現(xiàn)遙控、遙測、遙信三遙功能。同時需要通過電力監(jiān)控系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
??2 項(xiàng)目需求
??本次針對廣西新柳南高速公路配電工程項(xiàng)目中不同對象配置不同的微機(jī)保護(hù)裝置，10kV進(jìn)線柜、變壓器出線柜均配置AM4-I微機(jī)保護(hù)裝置；高壓自動轉(zhuǎn)換開關(guān)柜中主供進(jìn)線配置AM5-B備自投保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)兩路進(jìn)線的自動切換功能。這兩款微機(jī)保護(hù)裝置主要通過以下保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時監(jiān)視和保護(hù)：
??產(chǎn)品圖片產(chǎn)品型號主要功能
??3 產(chǎn)品方案
??本項(xiàng)目10kV配電工程有48個變電所，以將帽山隧道1#變電所和鼓鳴隧道入口1#、2#、3#變電所為例，上圖方案如下：
圖1 將帽山隧道1#變電所上圖方案
圖2 鼓鳴隧道入口1#、2#、3#變電所上圖方案
??整個廣西新柳南高速公路共有48個變電所，每個變電所所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號與數(shù)量如下：
??變電所名稱微機(jī)保護(hù)裝置型號微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)量
變電所名稱微機(jī)保護(hù)裝置型號微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)量
土博收費(fèi)站AM4-I2臺
里高收費(fèi)站AM4-I2臺
里高服務(wù)區(qū)（上行線）AM4-I3臺
里高服務(wù)區(qū)（下行線）AM4-I3臺
忻城收費(fèi)站AM4-I2臺
合山收費(fèi)站AM4-I2臺
合山服務(wù)區(qū)（上行線）AM4-I3臺
合山服務(wù)區(qū)（下行線）AM4-I3臺
平陽收費(fèi)站AM4-I2臺
上林東收費(fèi)站AM4-I2臺
上林服務(wù)區(qū)（上行線）AM4-I4臺
上林服務(wù)區(qū)（下行線）AM4-I4臺
賓陽西收費(fèi)站AM4-I2臺
昆侖收費(fèi)站AM4-I2臺
五塘服務(wù)區(qū)（上行線）AM4-I4臺
五塘服務(wù)區(qū)（下行線）AM4-I4臺
五塘收費(fèi)站AM4-I2臺
樞紐互通箱式變電站AM4-I4臺
龍立隧道1#變電所AM4-I2臺
龍立隧道2#變電所AM4-I2臺
甘龍隧道箱式變電站AM4-I2臺
樂富垌隧道箱式變電站AM4-I2臺
石且隧道變電所AM4-I2臺
屯臥隧道箱式變電站AM4-I2臺
加假隧道1#變電所AM4-I2臺
加假隧道2#變電所AM4-I2臺
吾排隧道1#變電所AM4-I3臺
吾排隧道2#變電所AM4-I3臺
弄橋隧道1#變電所AM4-I2臺
弄橋隧道2#變電所AM4-I2臺
鳳凰山隧道1#變電所AM4-I3臺
鳳凰山隧道2#變電所AM4-I3臺
儉常隧道1#變電所AM4-I2臺
儉常隧道2#變電所AM4-I2臺
高仁隧道變電所AM4-I2臺
云姚隧道變電所AM4-I2臺
洋渡村隧道箱式變電站AM4-I2臺
弄律隧道箱式變電站AM4-I2臺
鼓鳴隧道1#變電所AM4-I4臺
AM5-B1臺
鼓鳴隧道2#變電所AM4-I4臺
AM5-B1臺
鼓鳴隧道3#變電所AM4-I4臺
AM5-B1臺
寧賓隧道1#變電所AM4-I3臺
寧賓隧道2#變電所AM4-I3臺
中望隧道1#變電所AM4-I3臺
中望隧道2#變電所AM4-I3臺
將帽山隧道1#變電所AM4-I3臺
將帽山隧道2#變電所AM4-I3臺
白境村隧道1#變電所AM4-I2臺
??上述廣西新柳南高速公路變電所共配置126臺AM4-I微機(jī)保護(hù)裝置和3臺AM5-B備自投保護(hù)裝置，此外，本項(xiàng)目針對各回路配置12只AMC96電能表、1655只AMC72電能表和59只PZ96L電能表。
??4 系統(tǒng)需求
??為實(shí)時監(jiān)視整個配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對柳州至南寧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(jī)保護(hù)裝置、儀表。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場設(shè)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個系統(tǒng)的架構(gòu)如下：
圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖
??整個電力監(jiān)控系統(tǒng)的高速公路主界面顯示如下：
圖4 新柳南高速公路主界面監(jiān)視圖
??電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能如下：
??1）實(shí)時監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)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(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。各個監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測界面如下：
圖5 將帽山隧道1#變電所10kV配電監(jiān)測界面
圖6 將帽山隧道1#變電所0.4kV配電監(jiān)測界面
??2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)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。
??3）運(yùn)行報表： 查詢各回路或設(shè)備時間的運(yùn)行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)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。
圖7 將帽山隧道1#變電所用電報表
??4）實(shí)時告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護(hù)動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
圖8 新柳南高速公路報警信息
??5）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位，保護(hù)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(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
圖9 將帽山隧道1#變電所SOE事件
??6）故障錄波： 能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準(zhǔn)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(hù)是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(shí)時穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護(hù)動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
??8）曲線查詢：能夠查詢實(shí)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。
圖10 寧賓隧道變電所變壓器功率查詢
??9）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)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(quán)限的權(quán)限組（如管理員組、工程師組、操作員組等），在每個權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
??10）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)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(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)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(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測。
圖11 新柳南高速公路變電所網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)
??5 現(xiàn)場安裝圖片
??本項(xiàng)目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個高壓開關(guān)柜上，保護(hù)裝置以及電能表現(xiàn)場安裝如下圖所示。
??圖12 微機(jī)保護(hù)裝置以及電能表在新柳南高速公路配電工程現(xiàn)場安裝圖片
??6 結(jié)語
??微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)處于至關(guān)重要的位置，它能夠反應(yīng)設(shè)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(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證*設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，將事故范圍控制住，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的AM4-I微機(jī)保護(hù)裝置和AM5-B備自投保護(hù)裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能，并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。
