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1、某大型炼油厂配电设计及Acrel-2000 智能配电综合自动化系统应用淮亚利安科瑞电气股份上海嘉定201801 1项目概述本项目为某炼油厂配电改造项目，110KV/6KV甲变电站原主变压器为两台两圈有载调压变压器， 110KVGIS 为内桥接线5 个间隔、 6KV 馈出 76 个回路。由于厂内新建CFB 锅炉配套了 2 台 30MW 发电机组，并采用35KV 并网，因此对变电站进行改造并增加35KV 电压等级，除了一次设备和变电站主接线发生变化外，配电自动化系统也进行升级，采用Acrel-2000 智能配电综合自动化系统。2配电一次方案设计由于 CFB 锅炉项目新上发电机组使现有设备满足不了并
2、网要求，本项目改造内容包括：1、更换 2 台主变压器，电压等级为110KV/35KV/6KV，容量比为1/1/1；2、增加 110KV GIS 主变进线间隔，主接线由内桥接线方式改为单母线分段方式；3、增加 35KV 配电装置，用于接引CFB 工程新上发电机并网的需要；4、因系统短路容量增加，原有6KV 开关柜遮断容量已不满足要求，更换了38 面，其它通过前侧增加电抗器限制短路电流。根据改造内容， 设计如图1 所示的配电方案。 为了满足变电站综合自动化系统的无人值守方案设计，需对变电站内的各个设备进行保护、控制、测量、监视。因此在二次方案设计时，给每个间隔开关柜内配置了安科瑞电气股份的具有保护
3、测控功能的AM5 、AM6 系列保护装置，具体设备如表1：表 1 二次方案保护设备间隔类型产品名称产品型号保护功能1#主变、 2#主变变压器差动保护测控装置AM6-D3 变压器差动保护、谐波制动保护、差动速断保护变压器后备保护测控装置AM6-T 间隙零流保护、 零序电流保护、零序电压保护、复压闭锁过流保护变压器非电量保护装置AM6-FD 主变非电量保护3#主变、 4#主变变压器差动保护测控装置AM6-D3 变压器差动保护、谐波制动保护、差动速断保护变压器后备保护测控装置AM6-T 间隙零流保护、 零序电流保护、零序电压保护、复压闭锁过流保护变压器非电量保护装置AM6-FD 主变非电量保护变压器
4、出线柜厂用变保护装置AM5-T 三段式带复压闭锁过流保护、变压器非电量保护PT 柜PT 监测装置AM5-U PT断线监测、低电压告警、过电压告警母联柜备自投保护装置AM5-B 备自投装置及母联保护精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页图 1 配电一次方案图3智能配电综合自动化系统变电站采用综合自动化系统，依据无人值守方案设计，对变电站的各个设备进行保护、监控。所有模拟量、状态量通过采集、处理、统计，准确真实地反映，为值班人员创造如临现场的运行条件， 并到达各类设计技术标准的要求，实现与企业信息中心以及其他变电站设备和工业
5、现场控制中心的通讯，能够可靠有效的对变电站进行管理。Acrel-2000 智能配电综合自动化系统，采用面向对象的分层分布式结构，整个系统可分为三层：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑后采用最合适的组网方式。站控管理层设于中心变电站值班室，包括监控电脑、网络交换机、打印机、UPS、对时装置、远动装置以及Acrel-2000智能配电系统。站控管理层电脑可以放置于值班室的操作台面上， 也可以安装于网络机柜组成监控屏。网络通讯层包含通讯采集器、光端机以及用于和站控层连接的其他网络设备，安装于通讯采集箱， 通讯采集箱和现场设备层装置就近安装
6、，挂墙明装。 通讯层是一个承上启下的物理层，负责把设备层装置的信息传送给站控层，并且把站控层的命令下达给设备层装置。现场设备层包含中低压柜上的AM5 、AM6 系列保护装置、 ASD 系列开关柜测控装置、多功能电力仪表、温控仪、直流屏等。Acrel-2000智能配电系统是基于Windows 平台的应用软件，能够模拟用户的供配电网络，提供监测、遥信、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页遥控、遥调、告警、报表、事故记录分析等功能。3.1 甲变电站Acrel-2000 的系统配置甲变电站 Acrel-2000 的系统配置图如
7、图2。高压部分保护测控装置配置如表1，低压部分选用的测量、计量装置如表2。所内通信网用双绞线敷设而成总线形网，考虑变电站远期规模，能够很灵活地在网上增加各间隔层装置。当任一部分装置有故障时只影响局部的可靠性。所内二次电缆大大减少，使安装、维护工作量简化并节省投资。表 2 低压系统设备产品名称产品型号主要功能ACR系列网络电力仪表ACR230ELH 三相电压、电流、有功、无功；四象限电能计量；最大需量； 2-31 次谐波分析等终端电能计量仪表DTSD1352 三相电流、电压、有功、无功功率、四象限电能等四遥单元ARTU-K32 遥信单元ARTU-J16 遥控单元ARTU-M32 遥测单元3.2
8、站内通信网Acrel-2000采用总线形网，组态灵活、扩展性好、网上增加或减少接点非常方便，任一节点的投入或退出都不影响其它节点的正常通信；站增接点可以设在任意地点；对继电保护动作等重要信息设有优先权，在最短时间内及时响应，且通信可靠性高。图 2 Acrel-2000 配电综合自动化系统3.3 保护装置功能及应用本改造项目选用的是安科瑞保护装置，具有故障分析功能：事件记录、故障记录、 故障录波；监视功能：越限监视；诊断功能：上电诊断，不间断自检，测试功能运行状态监视；通讯功能：前面板 RS232口用于当地维护， 后面板 2个接口用于远方通讯， 通讯规约均modbus或 103 可选。3.3.1
9、 6KV 出现保护测控装置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页母线分段保护测控装置1 台带备自投 ，选用安科瑞公司的AM5-B 。线路保护测控装置 22 台，电动机保护测控装置3 台，电容器保护测控装置4 台，配电变压器保护测控装置4 台，均选用AM5 装置，依次为AM5-F 、AM5-M 、AM5-C 、AM5-T 。其保护测控功能保护：多段相过流保护、接地故障保护；就地或远方操作断路器，断路器故障监视、可编程方案逻辑；电压、电流、功率、功率因素测量。具体功能可见表1 所述。电压互感器保护测控装置2 台， 选用 AM
10、5-U 装置， 实现低电压 /过电压保护， 零序过电压保护，相电压/线电压测量。3.3.2 主变压器保护测控屏：2 面每面保护测控屏由主变差动保护装置一台，主变后备保护装置高中低侧各一台及测量装置等来完成。主变差动保护选用安科瑞公司的AM6-D3 ，包括三圈差动保护，差动速断，二次谐波比率差动保护，CT 断线判别、告警，差流越限报警。由于各侧电流互感器的变比可能不同，有平衡差动保护各侧电流的措施，跳主变三侧开关。后备保护选用AM6-T ，三段三时限的复压闭锁过流保护，过负荷发信、 启动主变风冷、 三段三时限的零序电压电流保护，PT 断线告警。变压器本体内部的瓦斯、温度、压力释放、油位异常以及冷
11、却系统故障信号等采用变压器非电量保护，选用 AM6-FD ，其主要功能和技术要求为变压器重瓦斯可带时限动作于跳闸出口， 变压器轻瓦斯只动作于信号；变压器的温度测量装置提供无源接点给非电量保护，当温度过高时发出信号或跳闸；变压器的油位测量装置提供无源接点给非电量保护，当油位异常时保护装置发出信号或跳闸。3.3.3 35KV 保护测控装置母线分段保护测控装置一台选用AM5-B ，线路保护测控装置6 台选用AM5-F 。3.3.4 当地监控网络主站主要功能为收集各保护测控层装置上送的网络信息；将网络信息转换成与后台机约定协议要求的格式； 与后台配合完成四遥功能；驱动事故音响和预告音响。在实施中， 在
12、发出事故音响或预告音响时，驱动语言报警系统，利用清晰明了的话语，告诉值班员当时发生的事件。当地监控网络配置界面如图3 所示。图 3 当地监控网络主站配置3.3.5 远动网络主站主要功能为收集保护测控层装置上送的网络信息，将网络信息转换成标准远动规约所精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页要求的格式，并传输到远方监控站；接受远方监控站的命令，完成四遥功能；驱动事故音响和预告音响。3.3.6 监控主机站主要用于保护定值的调整和修改，并对专用录波网送来的事故信息进行图形、波形、数据分析。 Acrel-2000 配电系统上配置的
13、四遥功能界面如图4。图 4 35KV 线路变压器保护细节图3.3.7 实时数据采集与处理本系统可以对电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因素等电参量实时采集，如图 5 为电容器保护装置上实时采集数据图。对模拟量信息按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、 滤波、精度检验及数据库更新等。对要求追忆的模拟量，能追忆记录事故前1 分钟至事故后5 分钟的采集数据。也可对断路器、隔离开关以及接地开关的位置信号、继电保护装置的动作及告警信号实时监视。对状态量信号按快速扫描方式周期采集输入量、并进行状态检查机数据库更新。对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要快速反应的开关量按其变位发生时顺序进行事件记
14、录。如图6 为系统实时采集到的告警信息。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页图 5 实时数据采集图 6 实时状态、动作信号采集本炼油厂甲变电站工设置“三遥”量1648 点，其中遥信723 点，遥测878 点，其中电能量 182 点，遥控47 点，基本上准确而真实的反映了设备实际运行情况。4设备清单变电站内高压部分设备清单如下：1 监控主站每套含数量型号单价主机： CPU ：酷睿双核，主频：2.7G；内存： 2G；硬盘： 160G;光驱： DVD 刻录光驱；操作系统：Windows XP 1 DELL 7000 标准键盘
15、及光电鼠标1 DELL 200 22 寸宽屏液晶显示器1 DELL 1700 音响及语音报警系统1 联想120 A4 激光打印机1 HP 1108 1300 监控系统软件1 安科瑞 Acrel-2000 60000 2 通讯接口柜通讯接口装置双击冗余配置1 ANet-Lx8 12000 GPS时钟同步装置1 ATS1000E 6100 以太网交换机1 TPLINK 500 UPS逆变电源 2KVA/1A1 C2K/2KVA 3800 柜体1 5000 3 主变保护测控柜2 面主变差动保护装置2 安科瑞 AM6-D3 8000 主变后备保护装置6 安科瑞 AM6-T 6000 主变非电量保护装置
16、2 安科瑞 AM6-FD 5000 打印机1 HP 1108 1300 柜体1 PRC 5000 4 开关柜就地安装设备35kV 线路保护测控装置6 安科瑞 AM5-F 5000 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页35kV 母联保护测控装置1 安科瑞 AM5-B 5000 6kV 线路保护测控装置22 安科瑞 AM5-F 5000 6kV 电容器保护测控装置4 安科瑞 AM5-C 5000 6kV 电动机保护测控装置3 安科瑞 AM5-M 5000 6kV 配电变压器保护测控装置4 安科瑞 AM5-T 5000 6k
17、V 电压互感器保护测控装置2 安科瑞 AM5-U 5000 6kV 备自投及母联保护测控装置1 安科瑞 AM5-B 5000 5 通讯线缆串口通信双绞线300 米1419A 1400 以太网通讯双绞线200 米0-219413 300 5 结论Acrel-2000 智能配电综合自动化系统的应用对提高变电站安全、稳定、可靠、管理的运行水平，降低运行维护成本，提高经济具有十分重要的意义。二次配电系统中配备的AM5 、AM6系列保护测控装置集保护、测量、控制于一体，针对不同一次设备可以灵活配置不同的保护功能， 可以实现 35kV及以下电压等级变配电站全面保护测控功能，适用于线路、 母联、配电变压器、
18、 高压电动机、 高压电容器等设备的保护和自动控制功能。装置采用先进成熟可靠的保护原理和算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，通讯采用冗余设计。装置采用全图形化编程技术，可以根据需要对装置进行逻辑编程，满足多数用户的要求。如果保护测控装置在使用过程中需要更换保护功能，只需通过装置的维护端口更新内置逻辑图即可，实现方式简单灵活。通过甲变电站综合自动化系统在实施中所累积的设计、安装、 调试、 运行维护方面的经验，为我司其他变电站项目工作的开展，打下了良好的基础。参考文献：1Vi-S2000 变电站综合自动化系统应用.智能电器及综合自动化.阮凯，朱有志2 安科瑞电气股份产品选型手册2013.1 版. 3 安科瑞电气股份能效管理系统设计安装图册1 版. 作者简介：淮亚利，女，本科，安科瑞电气股份，主要研究方向为智能配电系统设计， Email: 2880157850qq 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页