安科瑞智能配電系統(tǒng)監(jiān)控解決方案在長白山機(jī)場配電工程的應(yīng)用
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劉丹
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201800
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,人們對電力系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高,本文提到的智能配電系統(tǒng)監(jiān)控整體解決方案能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行起到的保護(hù)作用。本文針對大型機(jī)場供配電系統(tǒng)特點及供配電系統(tǒng)高可靠性的要求,提出了保護(hù)類、監(jiān)測類產(chǎn)品解決方案,包括微機(jī)保護(hù)裝置、電氣接點溫度在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和機(jī)場智能配電電力監(jiān)控系統(tǒng)等。本文介紹的AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置,可以針對長白山機(jī)場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行的可靠性、安全性、提高供電質(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。
關(guān)鍵詞:大型機(jī)場;可靠性;微機(jī)保護(hù);接點溫度監(jiān)測;電能質(zhì)量監(jiān)測;弧光保護(hù);智能配電電力監(jiān)控;
1 概述
白山長白山機(jī)場位于中國吉林省白山市撫松縣松江河鎮(zhèn)長白山保護(hù)開發(fā)區(qū)池西區(qū),西北距撫松縣縣城15.5千米,東距長白山天池37千米,西距白山市中心99千米,為4D級森林旅游支線機(jī)場。2006年7月10日,白山長白山機(jī)場開工建設(shè);2008年8月3日,白山長白山機(jī)場建成通航;2018年4月,白山長白山機(jī)場二期改擴(kuò)建工程開工。
本項目為長白山機(jī)場的二期擴(kuò)建改造工程,包括機(jī)場中心變電站擴(kuò)建、變配電工藝、場內(nèi)供電、航站區(qū)停車場及道路照明等內(nèi)容。中心變電站新設(shè)32臺10kV高壓開關(guān)柜(現(xiàn)有高壓開關(guān)柜搬遷至車庫變電所),更換高壓柜直流操作電源,高壓系統(tǒng)運行方式為:高壓側(cè)為單母線分段,母聯(lián)開關(guān)手動操作。兩路高壓市電進(jìn)線開關(guān)與一路母聯(lián)開關(guān)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖,同時只有兩個開關(guān)處于合閘位置。低壓側(cè)為單母線分段,母聯(lián)開關(guān)自動投切。中心變電站現(xiàn)有一套供電系統(tǒng),改造為包括機(jī)場飛行區(qū)助航燈光、航管樓、供水站、消防站等負(fù)荷供電,總負(fù)荷容量為825kW。擬利舊兩臺1000kVA干式變壓器,對部分低壓配電柜回路負(fù)荷調(diào)整,低壓配電柜利舊3面、更換開關(guān)4面、新增3面。本供電系統(tǒng)中,油機(jī)供電的負(fù)荷容量增加至530kW,擬將現(xiàn)有一臺240kW油機(jī)更換為600kW油機(jī)。系統(tǒng)運行方式不變,即兩臺變壓器同時運行且互為備用,當(dāng)市電失電后油機(jī)自動投入,要求油機(jī)從市電斷電開始、到油機(jī)恢復(fù)對末端設(shè)備供電的時間不大于15s,油機(jī)為自投不自復(fù)。增加一套供電系統(tǒng),為機(jī)場航站區(qū)其他負(fù)荷供電,總負(fù)荷容量為648kW。10kV新設(shè)兩臺800kVA干式變壓器、9面低壓配電柜。系統(tǒng)運行方式為:兩臺變壓器同時運行,單母線分段。當(dāng)其中一臺變壓器因故退出后,母聯(lián)開關(guān)合閘,由另一臺變壓器帶全部負(fù)荷。
2 項目需求
為滿足智能配電監(jiān)控的要求,本次中心變電站新建要求在高壓柜裝設(shè)微機(jī)保護(hù)裝置和弧光保護(hù)裝置,其中微機(jī)保護(hù)要求如下:進(jìn)線柜設(shè)三段過流及速斷保護(hù),變壓器柜設(shè)帶時限的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、變壓器溫度保護(hù)等;弧光保護(hù)要求在每面高壓柜母線室裝設(shè)弧光探頭,由弧光保護(hù)擴(kuò)展單元采集弧光探頭數(shù)據(jù)至弧光保護(hù)主控單元。
本次變電所建設(shè)還要求每面高壓柜需裝設(shè)智能操控裝置,帶電氣接點無線測溫功能,監(jiān)測斷路器上觸頭、斷路器下觸頭、母排與電纜出線搭接頭等接點處的溫度;為了能提高機(jī)場配電的供電質(zhì)量,在10kV總進(jìn)線柜裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置,實時監(jiān)測供電電壓的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)。
針對上述要求,配置對應(yīng)的產(chǎn)品型號及功能如下:
3 產(chǎn)品方案
本工程10kV配電工程中心變電站上圖方案如下:
圖1 10kV中心變電站上圖方案(一)
圖2 10kV中心變電站上圖方案(二)
圖3 10kV中心變電站上圖方案(三)
整個10kV中心變電站所設(shè)產(chǎn)品型號與數(shù)量如下:
上述變電所共配置27臺AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置,32臺ASD320智能操控?zé)o線測溫一體裝置,2臺APQM-E電能質(zhì)量監(jiān)測裝置,1臺弧光保護(hù)主控單元ARB5-M,1臺弧光保護(hù)擴(kuò)展單元ARB5-E,32個ARB5-S弧光探頭。
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Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng),主要實現(xiàn)對10kV中心變電站的用電監(jiān)控與管理。
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下:
1)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(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。
圖4 10kV高壓柜配電監(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)運行報表: 查詢各回路或設(shè)備時間的運行參數(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。
4)實時告警: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。
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。
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(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5 實時曲線顯示界面
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。
圖6 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)的實時監(jiān)測。
5 現(xiàn)場安裝圖片
本項目微機(jī)保護(hù)裝置、智能操控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、弧光保護(hù)主控單元就地分散安裝在各個高壓開關(guān)柜上,無線測溫傳感器安裝于斷路器上觸頭、斷路器下觸頭、母排與電纜出線搭接頭上,弧光探頭安裝于母線室,現(xiàn)場照片如下:
圖7 安科瑞智能配電監(jiān)控產(chǎn)品在10kV中心變電站配電工程現(xiàn)場安裝圖片
6 結(jié)語
智能配電監(jiān)控保護(hù)類、監(jiān)測類產(chǎn)品解決方案對于供配電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用,尤其是微機(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)正常運行,將事故限制在最小范圍,提高系統(tǒng)運行的可靠性,最大限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的AM5SE系列微機(jī)保護(hù)裝置、電氣接點溫度在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)等,可以針對長白山機(jī)場配電工程中不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能和監(jiān)測功能,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行的可靠性、安全性、提高供電質(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(xiàn)
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[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.3月版