AM系列微机保护装置在上海马桥万达广场配电工程中的设计与应用
时间：2021-03-01 阅读：804
摘要：目前，微机保护装置广泛应用于电力系统中，该类装置能够监测电力系统的运行状况，并实时记录电力系统出现故障的位置及性质，从而为故障的快速处理提供参考信息。本文介绍的微机保护装置，可以针对上海马桥万达广场配电工程中不同保护对象提供对应的保护功能，能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班。
关键词：可靠性；安全性；微机保护；供电质量。
01 项目概述
上海马桥万达广场位于上海闵行区银林路与银康路交汇处，是万达商管集团落子闵行的第3座万达广场，总建筑面积约13.33万平方米，地下两层地上6层，自带两个主题街区及一个大型公共绿地，建成后填补并满足了西南大区域近70万市民生活体验及商业需求。马桥万达广场以中产收入为家庭群体核心，辐射周边莘庄工业区、紫竹高新科学园区、航天城白领园区内消费群体，及本地居民社区家庭消费，面向中青年为主的家庭型客群。因此，马桥万达广场针对不同地理区域不同消费者结构情况进行产品比例等结构调整，引进超市、餐饮、健身房、电影院、儿童乐园等休闲娱乐、生活零售便利等商业配套。其中，引进的永辉超市7000多平方米。
本项目为马桥万达广场的配电工程，本工程共有一个35kV配电站和四个10kV子站，其中35kV配电柜采用铠装式金属封闭开关柜，且开关柜均带有五防功能，进出线方式为下进下出。10kV配电柜采用金属铠装中置柜，且均带有五防功能，进出线方式为下进下出。操作电源采用65Ah、直流110V成套装置。站用交流电源采用双电源供电，并设置双电源自动切换开关自动切换。互感器、计量表精度不低于：高压互感器0.2级；计量柜0.5级；并联电容器组的电流测量应按并联电容器组持续通过的电流为其额定电流的1.35倍设计，且由供电部门认可。本工程要求10kV进线负荷开关或隔离开关与进线主断路器，母联断路器与母联隔离柜，进线与母联断路器之间均设置机械连锁（程序锁）装置和电气闭锁装置，此外，1#变电站中的两个进线柜和母联柜之间需设计电气及机械连锁，三锁两钥匙，三只断路器只能允许同时合两个。无高压用电设备时，无功补偿均采用低压自动补偿，有高压设备时，增设高压补偿柜补偿，补偿后，高压侧功率因数0.9。高压配电装置继电保护采用变电站综合自动化系统，并预留通讯接口，除满足继电保护功能外，将系统数据传送至能源管理平台，保护装置分布在开关柜上布置，每个变电站（主站）分别设置一套中压信号屏及配电系统模拟显示屏。开关柜在现场就地控制，后台只监视不控制。
02产品需求
本项目为马桥万达广场的配电工程，本工程共有一个35kV配电站和四个10kV子站，其中35kV配电柜采用铠装式金属封闭开关柜，且开关柜均带有五防功能，进出线方式为下进下出。10kV配电柜采用金属铠装中置柜，且均带有五防功能，进出线方式为下进下出。操作电源采用65Ah、直流110V成套装置。站用交流电源采用双电源供电，并设置双电源自动切换开关自动切换。互感器、计量表精度不低于：高压互感器0.2级；计量柜0.5级；并联电容器组的电流测量应按并联电容器组持续通过的电流为其额定电流的1.35倍设计，且由供电部门认可。本工程要求10kV进线负荷开关或隔离开关与进线主断路器，母联断路器与母联隔离柜，进线与母联断路器之间均设置机械连锁（程序锁）装置和电气闭锁装置，此外，1#变电站中的两个进线柜和母联柜之间需设计电气及机械连锁，三锁两钥匙，三只断路器只能允许同时合两个。无高压用电设备时，无功补偿均采用低压自动补偿，有高压设备时，增设高压补偿柜补偿，补偿后，高压侧功率因数0.9。高压配电装置继电保护采用变电站综合自动化系统，并预留通讯接口，除满足继电保护功能外，将系统数据传送至能源管理平台，保护装置分布在开关柜上布置，每个变电站（主站）分别设置一套中压信号屏及配电系统模拟显示屏。开关柜在现场就地控制，后台只监视不控制。
02产品需求
本次针对上海马桥万达广场配电工程中10kV变电站不同保护对象配置不同微机保护装置，进线柜、变压器柜配置AM3SE-I电流型微机保护装置，电容补偿柜配置AM5-C电容器保护装置，此外，1#变电站中PT柜配置AM5SE-UB PT监测及并列装置，母联柜由于不需要备自投功能，配置AM3SE-I电流型微机保护装置，3#变电站中有三台高压冷机柜原配置方案为AM5-M电动机保护装置，经后期现场调试沟通，三台高压冷机是经由软启动柜启动电动机，启动柜中已配置电动机保护，故按照现场需求通过更新逻辑的方式更改为AM5-F线路保护装置。这几款微机保护装置主要通过以下保护功能实现对高压柜的设备运行情况实时监视和保护：
2.1 AM5-F线路保护装置
2.1 AM5-F线路保护装置
三段式过流保护（可经低电压闭锁、可带方向闭锁）、反时限过流保护（可经低电压闭锁）、两段式零序I01过流/反时限过流/后加速过流保护、两段式零序I02过流/反时限过流/后加速过流保护、重合闸、后加速过流保护（可经低电压闭锁）、过负荷告警、过负荷跳闸、失压跳闸、失压告警、低频减载/高频保护（可经滑差闭锁）、PT断线告警、控故障告警、FC回路配合的过流闭锁功能、非电量保护、逆功率保护、零序过压跳闸、零序过压告警、过电压跳闸、过电压告警、二次谐波闭锁。
2.2 AM3SE-I电流型保护装置
2.2 AM3SE-I电流型保护装置
三段式过流保护（可经低电压闭锁、可经二次谐波闭锁）、反时限过流保护（可经低电压闭锁）、过负荷告警/跳闸、三段式零序I01过流/反时限过流保护、三段式零序I02过流/反时限过流保护、FC回路配合的过流闭锁功能、控故障告警、零序过压告警/跳闸、过电压告警/跳闸、PT断线告警、低电压告警/跳闸、两段式负序过流保护、负序反时限过流保护、非电量保护（高温/超温/重瓦斯/轻瓦斯/变压器门开等）、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流保护（可经低电压闭锁）、零序I01/I02后加速过流保护、检修状态闭锁。
2.3 AM5-C电容器保护装置
2.3 AM5-C电容器保护装置
两段式过流保护、反时限过流保护、两段式零序过流保护、欠电压保护、过电压保护、零序过电压保护、不平衡电压保护、不平衡电流保护、非电量保护、PT断线告警、控故障告警、FC回路配合的过流闭锁功能、二次谐波闭锁。
2.4 AM5SE-UB PT监测及并列装置
2.4 AM5SE-UB PT监测及并列装置
I母PT投入、II母PT投入、PT自动并列解列、PT遥控并列解列、I母PT低电压告警、I母PT过电压告警、I母PT零序过压告警、I母PT断线告警、II母PT低电压告警、II母PT过电压告警、II母PT零序过压告警、II母PT断线告警。
除上述原有功能外，在配合现场调试过程中，根据供电局相关人员要求，对1#变电站的两个进线柜中零序二段保护功能配置成两个出口，在单相接地时，既可以跳本柜，也可以跳上级35kV断路器；对部分出线柜增加过流一段告警、过流二段告警、零序一段告警、零序二段告警功能。在后期配合其他厂家系统调试时，由于该系统无法读取保护事件记录，故此增加过流、零序保护、过电压、低电压等相关保护事件记录虚遥信，修改后的逻辑均通过485通讯方式更新进装置里。
03 系统方案
除上述原有功能外，在配合现场调试过程中，根据供电局相关人员要求，对1#变电站的两个进线柜中零序二段保护功能配置成两个出口，在单相接地时，既可以跳本柜，也可以跳上级35kV断路器；对部分出线柜增加过流一段告警、过流二段告警、零序一段告警、零序二段告警功能。在后期配合其他厂家系统调试时，由于该系统无法读取保护事件记录，故此增加过流、零序保护、过电压、低电压等相关保护事件记录虚遥信，修改后的逻辑均通过485通讯方式更新进装置里。
03 系统方案
本工程10kV配电工程共有四个配电站，4#变电站为高压无功补偿柜配合负荷开关，不需要配置微机保护装置。其他三个变电站上图方案如下：
图1 1#变电站上图
图2 2#变电站上图
图3 3#变电站上图
整个10kV配电工程所设微机保护型号与数量如下：
04 现场安装图片
本项目微机保护就地分散安装在各个高压开关柜上，现场安装如下图所示，该项目已于2020年送电使用，运行正常，马桥万达广场已于2020年12月23日开业。
图4 微机保护在上海马桥万达广场配电工程现场安装图片
05 结束语
在10kV电力系统中采用微机保护装置是电网智能化发展的必然趋势，尽管微机保护的价格比传统继电器高出了许多，但它能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班，以另一种方式大大节约了成本。本文介绍的上海马桥万达广场配电工程通过对各个保护对象装设对应的保护装置，不但使整个配电工程实现了综合自动化，还降低了工作人员的劳动强度，提高了设备运行的可靠性。