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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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 刘静安科瑞电气股份有限公司 上海 嘉定 202201 1 工程概述本工程为某炼油厂配电改造工程,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,并采纳 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,采纳Acrel-2000 智能配电综合自动化系统
2、；2 配电一次方案设计由于 CFB 锅炉工程新上发电机组使现有设备满意不了并网要求,本工程改造内容包括：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意要求,更换了38 面,其它通过前侧增加电抗器限制短路电流；依据改造内容,设计如图1 所示的配电方案；为了满意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爱护、掌握、测量、监视
3、；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有限公司的具有爱护测控功能的 AM5 、AM6 系列爱护装置,详细设备如表 1：表 1 二次方案爱护设备名师归纳总结 间隔类型产品名称产品型号爱护功能第 1 页,共 8 页1#主变、 2#主变压器差动AM6-D3 变压器差动爱护、谐波制动爱护、差动速断保爱护测控装置护变压器后备爱护间隙零流爱护、零序电流爱护、零序电压保AM6-T 测控装置护、复压闭锁过流爱护变3#主变、 4#主变压器非电量保AM6-FD 主变非电量爱护护装置变压器差动爱护、谐波制动爱护、差动速断保变压器差动AM6-D3 爱护测控装置护变压器后备爱护间隙零流爱护、零
4、序电流爱护、零序电压保AM6-T 变测控装置护、复压闭锁过流爱护变压器出线柜变压器非电量保AM6-FD 主变非电量爱护护装置三段式带复压闭锁过流爱护、变压器非电量保AM5-T 厂用变爱护装置护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爱护装置AM5-B 备自投装置及母联爱护- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1 配电一次方案图 3 智能配电综合自动化系统 变电站采纳综合自动化系统,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；全部模拟量、状态量通过采集、处理、统计,精确真实地反映,为值班人员创 造如
5、临现场的运行条件,并达到各类设计技术规范的要求,实现与企业信息中心以及其他 变电站设备和工业现场掌握中心的通讯,能够牢靠有效的对变电站进行治理；Acrel-2000 智能配电综合自动化系统,采纳面对对象的分层分布式结构,整个系统可 分为三层：站控治理层、网络通讯层和现场设备层；依据用户用电规模、用电设备分布和 占地面积等多方面的信息综合考虑后采纳最合适的组网方式；站控治理层设于中心变电站值班室,包括监控运算机、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；站控治理层运算机可以放置于值班室 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
6、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,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 系列爱护装置、ASD 系列开关柜测控装置、多功能电力外表、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,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 供应监测、遥信、遥控、遥调、告警、报表、事故记
7、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 的系统配置图如图2；高压部分爱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,能够很敏捷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 牢靠性；所内二次电缆大大削减,使安装、爱护工作量简化并节约投资；表 2 低压系统设备产品名称产品型号主要功能ACR系列ACR230ELH 三相电压、电流、有功、无功；四象限电能计量；网络电力外表最大需量； 2-31 次谐波分析等终端电能计量外表DTSD1352 三相电流、电压、有功、无功
8、功率、四象限电能等四遥单元遥信单元ARTU-K32 ARTU-J16 遥控单元遥测单元ARTU-M32 3.2 站内通信网 Acrel-2000 采纳总线形网,组态敏捷、扩展性好、网上增加或削减接点特别便利,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；对继电爱护 动作等重要信息设有优先权,在最短时间内准时响应,且通信牢靠性高；图 2 Acrel-2000 配电综合自动化系统 3.3 爱护装置功能及应用 本改造工程选用的是安科瑞爱护装置,具有故障分析功能：大事记录、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
9、功能：前面板RS232 口用于当地爱护,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 6KV 显现爱护测控装置名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 母线分段爱护测控装置1 台（带备自投）,选用安科瑞公司的AM5-B ；线路爱护测控装置 22 台,电动机爱护测控装置 3 台,电容器爱护测控装置 4 台,配电变压器爱护测控装置 4 台,均选用 AM5 装置,依次为 AM5-F 、AM5-M 、AM5-C 、AM5-T ；其爱护测控功能爱护：多段相过流爱护、接地故障爱护；就地或远方操作断
10、路器,断路器故障监视、可编程方案规律；电压、电流、功率、功率因素测量；详细功能可见表 1 所述；电压互感器爱护测控装置 2 台,选用 AM5-U 装置,实现低电压 /过电压爱护,零序过电压爱护,相电压 /线电压测量；3.3.2 主变压器爱护测控屏：2 面每面爱护测控屏由主变差动爱护装置一台,主变后备爱护装置高中低侧各一台及测量装置等来完成；主变差动爱护选用安科瑞公司的AM6-D3 ,包括三圈差动爱护,差动速断,二次谐波比率差动爱护,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,有平稳差动爱护各侧电流的措施,跳主变三侧开关；后备爱护选用 AM6-T,三段三时限的复压闭锁过
11、流爱护,过负荷发信、启动主变风冷、三段三时限的零序电压电流爱护, PT 断线告警；变压器本体内部的瓦斯、温度、压力释放、油位反常以及冷却系统故障信号等采纳变压器非电量爱护,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爱护,当温度过高时发出信号或跳闸；变压器的油位测量装置供应无 源接点给非电量爱护,当油位反常时爱护装置发出信号或跳闸；3.3.3 35KV 爱护测控装置母线分段爱护测控装置一台（选用AM5-B ）,线路爱护测控装置6 台（选用AM5-F）；3.3.4 当地监控网络主站 主要功能为收
12、集各爱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商定 协议要求的格式；与后台协作完成四遥功能；驱动事故音响和预报音响；在实施中,在发 出事故音响或预报音响时,驱动语言报警系统,利用清楚明白的话语,告知值班员当时发 生的大事；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 远动网络主站名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 主要功能为收集爱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；驱动事故音响和预报音
13、响；3.3.6 监控主机站 主要用于爱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 配电系统上配置的四遥功能界面如图 4；图 4 35KV 线路变压器爱护细节图 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 为电容器爱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、继电爱护装置的动作及告警信号
14、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、继电爱护动作信号等需要快速反应的开关量按其变位发生时次序进行大事记录；如图6 为系统实时采集到的告警信息；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,基本上精确而真实的反映了设备实际运行情形；4 设备清单变电站内高压部分设备清单如下：名师归纳总结 1 监控主
15、站（每套含）数量型号单价第 6 页,共 8 页主机： CPU：酷睿双核,主频：2.7G ；1 DELL 7000 内存： 2G；硬盘：160G；光驱：DVD刻录光驱；操作系统：Windows XP 1 DELL 200 标准键盘及光电鼠标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HP 1108 1 1300 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 监控系统软件1 安科瑞 Acrel-2000 60000 2 通讯接口柜1 ANet-Lx8 12000 通讯接口装置（双击冗余配置）3 GPS时钟同步装置1
16、ATS1000E 6100 以太网交换机1 TPLINK 500 UPS逆变电源（ 2KVA/1A）1 C2K/2KVA 3800 柜体1 5000 主变爱护测控柜2 面主变差动爱护装置安科瑞 AM6-D3 8000 2 主变后备爱护装置6 安科瑞 AM6-T 6000 主变非电量爱护装置2 安科瑞 AM6-FD 5000 4 打印机1 HP 1108 1300 柜体1 PRC 5000 开关柜就地安装设备35kV 线路爱护测控装置6 安科瑞 AM5-F 5000 35kV 母联爱护测控装置1 安科瑞 AM5-B 5000 6kV 线路爱护测控装置22 安科瑞 AM5-F 5000 6kV 电
17、容器爱护测控装置4 安科瑞 AM5-C 5000 5 6kV 电动机爱护测控装置3 安科瑞 AM5-M 5000 6kV 配电变压器爱护测控装置4 安科瑞 AM5-T 5000 6kV 电压互感器爱护测控装置2 安科瑞 AM5-U 5000 6kV 备自投及母联爱护测控装置1 安科瑞 AM5-B 5000 通讯线缆串口通信双绞线300M 1419A 1400 以太网通讯双绞线0-219413 200M 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、稳固、牢靠、治理的运行水平,降低运行爱护成本,提高经济具有特别重要的意义；二次配电系统中配备的AM5、AM6
18、系列爱护测控装置集爱护、测量、掌握于一体,针对不同一次设备可以敏捷配置不同的爱护功能,可以实现35kV 及以下电压等级变配电站全面爱护测控功能,适用于线路、母联、配电变压器、高压电动机、高压电容器等设备的爱护和自动掌握功能；装置采用先进成熟牢靠的爱护原理和算法,抗干扰性能强,牢靠性高,爱护实现方式敏捷,通讯采纳冗余设计；装置采纳全图形化编程技术,可以依据需要对装置进行规律编程,满意多数用户的要求；假如爱护测控装置在使用过程中需要更换爱护功能,只需通过装置的爱护端口更新内置规律图即可,实现方式简洁敏捷；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、运行爱护方面的经验,为我司其他变电站工程工作的开展,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 安科瑞电气股份有限公司产品选型手册 2022.1 版. 3 安科瑞电气股份有限公司能效治理系统设计安装图册 2022.11 版. 作者简介：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 刘静,女,安科瑞电气股份有限公司,主要讨论方向为智能配电系统设计, Email: 2880157869 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页