10kV供配电工程的应用

摘要：智能配电监控系统是数字化和信息时代的产物。广泛应用于电网用户侧建筑、体育场馆、科研设施、机场、交通、医院、电力、石化等领域的高/低压变配电系统。安科瑞自主研发的Acrel-2000系列监控系统可以监控高压开关柜、低压开关柜、应急发电机组的工作状态，记录监控参数和开关状态。当参数值超过允许范围时，会发生预警和报*警，并控制相关设备；环境监测、安*全监测等功能也可以通过收集配电室的温湿度、水浸、烟雾感觉、门禁和视*频来实现。本文介绍了Acrel-2000系列监控系统在亚运会手球馆建设10kV供配电项目中的应用，实现了分布式采集和集中控制的智能管理，为现场设备的安*全、可靠、高效运行提供了坚实的技术保障。

关键词: 智能配电监控系统、监控控制、环境监控

1 项目概述及需求

本项目为增容项目，采用10KV双路供电，10KV进线电源由110KV传输到10KV旅校A634线新设亚浙G12间隔，10KV进线电源由110KV顺坝到10KV顺宁A394线顺九G12间隔。本期新增一座变电所( 手球馆变电所) 新增2台1600KVA专用变压器及配套高低压开关柜，负责手球馆供电。

摘 要：随着社会经济的快速发展，我国变电站正朝着现代化的方向发展，自动化设备和继电保护装置以其优异的性能得到了广泛的应用。AM5SE系列微机保护装置可为中原科技城智能能源配电工程中的不同保护对象提供相应的保护功能。此外，通过电力监控系统收集相关遥测和遥信数据进行监控，可以大大提高变电站运行的可靠性、安*全性和供电质量，有利于实现变电站的综合自动化，实现无人值班。

关键词:安*全性；可靠性；微机保护装置；电力监控系统；

1 概述中原科技城位于郑州市郑东新区北部龙湖区，北临连霍高速，南临龙湖，东临龙子湖，西临中州大道，核心用地面积约16.4平方公里。这是“十四五”期间河南省和郑州市集数字文化创意、信息技术、前沿技术、生命科学、人才教育于一体的核心“城市科技带”。中原科技城核心起步区总用地约453亩，建筑面积114.2万平方米。

本项目为综合智能能源A1和A4能源站10kV项目。项目位于中原科技城核心起点区，各进线源均为工业创新开闭所。进出口柜采用电缆进出口的方式，采用KYN28-12型金属铠装手车真空开关柜。两个能源站均为两条进线和一条母联的供电系统，并配有多个变压器、电机和电容器的出线电路。

2 产品需求

2.1 保护功能要求

中原科技城智能能源站配电项目配备不同的微机保护装置，其中进线柜配备AM5SE-F线路保护装置，PT柜配备AM5SE-UB 配电变压器柜配备AM5SE-T变压器保护装置，母联柜配备AM5SE-B备自投保护装置，电容出线柜配备AM5SE-C电容器保护装置，电机出线柜配备AM5SE-M电机保护装置，主要通过以下保护功能实现对高压柜设备运行的实时监控和保护：

2.2 信号出口需求

中原科技城智慧能源站配电工程需要将多个信号出口分开，将这些信号送到信号箱中，便于实现不同的故障触发不同的指示灯，如图1所示。AM5SE系列微机保护装置具有信号分开的功能，满足此需求。同时需要通过电力监控系统对微机保护的数据进行实时监测。

图1 信号箱原理图

3 产品方案

本工程配电工程共有A1和A4两个能源站，包括2个10kV变配电室，配电室均两段母线，均采用单母线系统，包括37面高压开关柜，整个配电室共设31台保护装置，以其中A1能源站的系统为例，上图方案如下：

图2 A1能源站10kV一次系统上图

A1和A4能源站10kV配电工程所设微机保护型号与数量如下：

4 系统需求

为实时监视整个配电室的运行以及数据采集，该项目配置一套电力监控系统，主要实现对各个变电所的用电监控与管理。监控范围为变电所的微机保护装置、仪表。本系统由用户管理层、网络通信层、现场设备层三部分组成，通过网线连接至局域网交换机上传至电力监控系统主机，实现电力监控功能。

电力监控系统可实现的功能如下：

.       实时监测：以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，可以实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态。

.       电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能等。

.       运行报表： 查询各回路或设备时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等，报表格式有日报表、月报表、年报表等。

.       实时告警：能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。

.       历史事件查询：能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报*警信息进行历史追溯，查询统计、事故分析。

.       故障录波： 能够在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安*全运行水平有着重要作用。

7）事故追忆：能够自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息，包括开关位置、 保护动作状态、遥测量等，形成事故分析的数据基础。

8）曲线查询：能够查询实时曲线和历史曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等所有遥测量。

9）用户权限管理：设置了用户权限管理功能，通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。系统可以定义不同操作权限的权限组（如管理*员组、工程师组、操作员组等），在每个权限组里分配不同用户，为系统运行、维护、管理提供可靠的安*全保障。

10）网络拓扑图：支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

11）遥控功能：根据电力规程要求，可以对整个配电系统范围内的设备进行远程*遥控操作。

12）通信管理：可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。

5 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，电力监控系统主机及显示器布置于操作台上，如下图所示，该项目已于2023年送电使用，运行正常。

图3 微机保护在中原科技城配电工程现场安装图

图4 电力监控系统在中原科技城配电工程现场界面图

6 结语

微机保护装置在电力系统处于至关重要的位置，它能够反应设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证设备继续正常运行，将事故范围控制在*小范围内，提高系统运行的可靠性，*大限度地保证向用户安*全、连续供电。本文介绍的AM5SE系列的微机保护装置，可以针对中原科技城核心起步区综合智慧能源配电工程中不同保护对象提供对应的保护功能。并且通过电力监控系统采集相关遥测、遥信数据进行监控，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。

参考文献

[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2020.10月版

[3] 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2021.11月版

1.       【技术支持卫星：CDD-9888】【公从号：安科瑞能效管理解决方案】

2.       云平台：变电所运维云平台、分布式光伏运维云平台、建筑能耗云平台、企业能源管控平台、远程预付费管控云平台、宿舍预付费管控云平台、充电桩收费运营云平台、智慧消防云平台、安全用电管理云平台、环保用电监管云平台；

3.       系统解决方案：变电站综合自动化系统、电力监控系统、配电室综合监控系统、能耗管理系统、电能管理系统、马达保护与监控系统、动环监控及能效分析系统、智能照明监控系统、消防设备电源监控装置、防火门监控系统、余压监控系统、消防应急照明和疏散指示系统；无线测温系统；

4.       中压测控装置：环网柜综合保护装置、微机保护装置、开关柜综合测控装置、线路保护装置、配电变保护装置、电动机保护装置、备自投保护装置、电容器保护装置、PT检测装置、低压备自投装置、公共测控装置、防孤岛保护装置、电流互感器过电压保护器、温湿度控制器、无源无线测温传感器、CT取电无线测温传感器；

5.       电力监控与保护：弧光保护装置、电能质量在线监测装置、电气接点在线测温装置（智能湿度巡检仪）、电动机(马达）保护器、低压线路保护器、智能剩余电流继电器、三遥单元；

6.       电能管理：可编程交流电测仪表、可编程直流电测仪表、多功能全电量电表、高精度网络电力仪表、谐波表、电能质量表、高海拔仪表、逆电流监测电表、电子式电能表、导轨式电能表、面板表嵌入式电表、预付费表、多用户计量箱、物联网仪表、无线多回路计量交流/直流表、无线多回路环保检测模块、正反向直流电能表、无线通讯转换器、智能照明控制装置；

7.       电能质量治理：有源电力滤波器、中线安防保护器、谐波保护器、静止无功发生器、滤波补偿装置、电力电容补偿装置、集成式谐波抑制电力电容补偿装置、投切开关、功率因数补偿控制器、自愈式低压并联电容器、串联电抗器；

8.       电气安全：电气火灾监控探测器、剩余电流探测器、电气火灾监控装置、在线监控路灯计量、无线测温显示单元、故障电弧探测器、故障电弧传感器、科研隔离电源绝缘监测装置、医疗机构绝缘报警显示仪、医疗医院用隔离变压器、工业用绝缘监测装置、电气防火限流式保护器；

9.       新能源：光伏采集装置、电瓶车智能充电桩、汽车充电桩、光伏汇流采集装置；

10.       数据中心/铁塔基站：数据采集模块、机房数据柜监控装置、多回路电表、母线监控装置、电力监控屏；

11.       智能网关：通信管理机、无线通信终端（无线通讯转换器）、数据转换模块、串口服务器；

12.       电量传感器：低压电流互感器、开口式互感器、一次小电流互感器、0.2级电流互感器、低压电动机保护器专用互感器、剩余电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈电流变送器、模拟信号隔离器、有功功率变送器、无功功率变送器、直流电压传感器、浪涌保护器；

13.       环保监控：油烟在线监测仪、环保数据采集传输装置；

进储能群、电力群、光伏群；找供应商、找客户、找圈子，

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