【節(jié)能學(xué)院】安科瑞35kV自動(dòng)化系統(tǒng)在安徽某人民醫(yī)院35kV配電工程的應(yīng)用

摘要

現(xiàn)如今，各領(lǐng)域不斷的進(jìn)步，促進(jìn)電力電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高，而微機(jī)保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行起到有效的保護(hù)作用。本文介紹的微機(jī)保護(hù)裝置，可以針對(duì)35kV配電工程中不同保護(hù)對(duì)象提供對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能，主變保護(hù)屏可以對(duì)35kV配電工程中35/10kV主變壓器形成完善的整套主變保護(hù)，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(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。

項(xiàng)目概況

某人民醫(yī)院位于安徽懷遠(yuǎn)縣二橋西側(cè)，總建筑面積達(dá)35萬平方米，一期總建筑面積達(dá)27萬平方米，院區(qū)擬投資15億元，病區(qū)床位1600張，機(jī)動(dòng)車位2725個(gè)，非機(jī)動(dòng)車位8229個(gè)，計(jì)劃于2021年投入使用。某人民醫(yī)院是一所集醫(yī)療、預(yù)防、保健、科研、急救、康復(fù)為一體的公益性、非營(yíng)利性綜合醫(yī)院。以“病人滿意、員工幸福”為目標(biāo)，秉持“以病人為中心”的理念，追求合理化，追根究柢，止于至善，兼顧效率與品質(zhì)的提升。

本工程為懷遠(yuǎn)縣長(zhǎng)久健康醫(yī)療投資管理有限公司懷遠(yuǎn)縣人民醫(yī)院西院區(qū)供配電工程，本工程由兩路35kV電源供電，第一路電源引自220kV涂山變35kV備用385間隔，第二路電源引自110kV懷遠(yuǎn)變35kV備用334間隔，安裝SC11-12500/35主變兩臺(tái)。新建35kV變電站一座，10kV分配電房3處。其中1#配電房兼開閉所內(nèi)配置KYN61-40.5中置式開關(guān)柜13臺(tái)，KYN28-12中置式開關(guān)柜22臺(tái)，2000kVA變壓器1臺(tái)，2500kVA變壓器3臺(tái)，電容器室和二次設(shè)備室各一處；2#配電房?jī)?nèi)配置KYN28-12中置式開關(guān)柜6臺(tái)，1600kVA變壓器2臺(tái)；3#配電房?jī)?nèi)配置KYN28-12中置式開關(guān)柜6臺(tái)，2500kVA變壓器2臺(tái)；4#配電房?jī)?nèi)配置KYN28-12中置式開關(guān)柜6臺(tái)，1250kVA變壓器2臺(tái)。本工程共有一個(gè)35kV變電站和1個(gè)10kV開閉所，3個(gè)10kV變電站，35kV市電引入后經(jīng)由35kV/10kV變壓器，降至10kV電引入開閉所，再由開閉所進(jìn)行分配，整個(gè)變電站的一次系統(tǒng)干線圖以及平面布局圖如下：

圖1 一次系統(tǒng)干線圖

圖2 35kV變電站和1#配電室兼開閉所平面布局圖

圖3 2#配電室平面布局圖

圖4 3#配電室平面布局圖

圖5 3#配電室平面布局圖

項(xiàng)目需求

本項(xiàng)目35kV變電站為終端用戶變，35kV采用單母線分段接線接線，為防止35kV變電站故障涉及其它變電所安全運(yùn)行：需在35kV側(cè)配置主變保護(hù)柜4面，以及電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000Z一臺(tái)套，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù)。

本次針對(duì)該35kV配電工程項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象配置不同微機(jī)保護(hù)裝置，35kV主變柜按主保護(hù)加后備保護(hù)配置：差動(dòng)保護(hù)裝置AM5SE-D2、高后備保護(hù)裝置AM5SE-TB、高側(cè)測(cè)控裝置AM5SE-K、低側(cè)測(cè)控裝置AM5SE-K；35kV進(jìn)線柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置；35kV分段柜配置AM5SE-B備自投保護(hù)裝置；35kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測(cè)裝置；10kV電容補(bǔ)償柜配置AM5SE-C電容器保護(hù)裝置；10kV變壓器出線柜配置AM5SE-T變壓器保護(hù)裝置；10kV分段柜配置AM5SE-B備自投保護(hù)裝置；10kV母線設(shè)備柜配置AM5SE-UB PT并列及監(jiān)測(cè)裝置。各型號(hào)主要實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能如下：

產(chǎn)品方案

本工程分為一個(gè)35kV變電站和4個(gè)10kV變電站，需要對(duì)每面高壓柜配置AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置以及ASD100G開關(guān)狀態(tài)指示儀，此外，每個(gè)主變柜還需配置一只UP858-19AN檔位變送器，用于對(duì)主變壓器的檔位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以35kV變電站和1#10kV配電室為例，上圖方案如下：

圖635kV變電站上圖方案

圖7 1#10kV配電室I段母線上圖方案

圖81#10kV配電室II段母線上圖方案

整個(gè)配電室所配置產(chǎn)品型號(hào)與數(shù)量如下：

此外，本項(xiàng)目高低壓柜配置了多功能儀表，型號(hào)分別為68只AMC96和449只AMC72。

系統(tǒng)需求

為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：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(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)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)。

圖9 35kV變電站配電監(jiān)測(cè)界面

圖10 1#10kV配電室I段母線配電監(jiān)測(cè)界面

圖11 1#10kV配電室II段母線配電監(jiān)測(cè)界面

1）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。

運(yùn)行報(bào)表：查詢各回路或設(shè)備指定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)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(bào)表格式有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。

圖12 電參量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

圖13 電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4）實(shí)時(shí)告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

5）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)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(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

6）故障錄波：能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)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(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)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(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)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(shí)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(cè)量。

圖14 遙測(cè)曲線查詢

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(kù)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(gè)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(shí)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(gè)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(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖15 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對(duì)整個(gè)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(duì)整個(gè)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(shí)監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

本項(xiàng)目35kV主變保護(hù)采用組屏方式安裝，35kV進(jìn)線柜、母聯(lián)柜、PT柜的設(shè)備以及10kV設(shè)備就地安裝在各個(gè)高壓開關(guān)柜上，電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)放置于高壓配電房值班室內(nèi)中，現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片如下。

圖16 主變保護(hù)屏現(xiàn)場(chǎng)圖片

圖17 35kV就地設(shè)備安裝圖片

圖18 10kV就地設(shè)備安裝圖片

圖19 10kV/0.4KV就地設(shè)備安裝圖片

結(jié)語

微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反應(yīng)設(shè)備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動(dòng)迅速地、有選擇性地動(dòng)作于斷路器將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，將事故限制在盡量小的范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，盡可能地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的35kV配電工程通過對(duì)各個(gè)保護(hù)對(duì)象裝設(shè)對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置，不但使整個(gè)配電工程實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，還有效地降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

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