隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國變電站正朝著現(xiàn)代化的方向不斷發(fā)展,自動化設備以及繼電保護裝置憑借自身優(yōu)異性能而獲得廣泛應用。本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對現(xiàn)場的智能設備進行監(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。
 

　　1 概述
 

　　石阡至玉屏高速公路，是《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(2008-2030年)》“678”網(wǎng)的重要加密線，項目起于石阡縣大沙壩鄉(xiāng)龍硐，接思劍高速公路，終點位于玉屏縣大龍鎮(zhèn)，接江大高速公路，路線全長88.6公里，雙向四車道，設計速度80公里/時，路基寬度24.5米。預算總投資118億元，途經(jīng)石阡縣大沙壩鄉(xiāng)、泉都街道、湯山街道、花橋鎮(zhèn)、石固鄉(xiāng)、坪地場鄉(xiāng)、青陽鄉(xiāng)7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)。
 

　　本項目配電工程共有從木灣隧道、周家灣隧道、花橋隧道、石板坡隧道、白巖灣服務區(qū)、羅家山停車區(qū)、青陽匝道收費站等41個變電所，其中，天馬服務區(qū)(南區(qū))、天馬服務區(qū)(北區(qū))、白巖灣服務區(qū)(南區(qū))、白巖灣服務區(qū)(北區(qū))、花橋收費站(管理分中心)由于房建問題，暫時待定。變電所高壓柜采用KYN28-12型移開式金屬鎧裝高壓開關柜，配真空斷路器HVX-12/T630A-31.5KA，箱式變電站高壓柜采用XGN15-12環(huán)網(wǎng)開關柜，配真空斷路器HVX-12/T630A-31.5KA。所有高壓開關柜均需安裝微機保護裝置，實現(xiàn)過流、速斷、零序、超溫等繼電保護及實現(xiàn)遙控、遙測、遙信三遙功能。變電站操作電源由專用UPS提供，且UPS滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)接口要求。為確保供電的可靠性，各站區(qū)10/0.4kV變電所均設置一臺柴油發(fā)電機組作為備用電源，發(fā)電機容量在200kW-500kW之間。在市電停電后，柴油發(fā)電機組可以自啟動，為重要負荷供電。柴油發(fā)電機組各項狀態(tài)數(shù)據(jù)，由發(fā)電機控制屏數(shù)據(jù)接口，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)的智能通信管理機傳輸至路段監(jiān)控分中心。主電源和備用電源之間利用電源切換屏，使其不能并聯(lián)運行。
 

　　2 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，該項目配置一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對石阡至玉屏各個變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機保護裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補償、柴發(fā)、發(fā)電機控制屏、郵箱液位儀、風機軟啟動器和照明控制器。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡通信層、現(xiàn)場設備層三部分組成，現(xiàn)場設置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機，實現(xiàn)電力監(jiān)控功能。整個系統(tǒng)的架構如下：
 

圖3 系統(tǒng)架構圖
 

　　整個電力監(jiān)控系統(tǒng)的高速公路主界面顯示如下：
 

圖4 石阡至玉屏高速公路主界面監(jiān)視圖
 

　　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、地刀等合、分閘狀態(tài)。各個監(jiān)控設備的監(jiān)測界面如下：
 

圖5 毛栗坪隧道1#變電所10kV配電監(jiān)測界面
 

圖6 毛栗坪隧道1#變電所0.4kV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： 查詢各回路或設備時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：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。
 

圖7 毛栗坪隧道1#變電所用電報表
 

　　4)實時告警：能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
 

圖8 石阡至玉屏高速公路報警信息
 

　　5)歷史事件查詢：能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進行歷史追溯，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，包括開關位置、 保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎。
 

　　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9 毛栗坪隧道1#變電所1#進線有功功率查詢
 

　　9)用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(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限的權限組(如管理員組、工程師組、操作員組等)，在每個權限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
 

　　10)網(wǎng)絡拓撲圖：支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。
 

圖10 石板坡隧道2#變電所儀表通信狀態(tài)
 

　　3 現(xiàn)場安裝圖片
 

　　本項目微機保護就地分散安裝在各個高壓開關柜上，保護裝置以及電能表現(xiàn)場安裝如下圖所示。
 

圖11 微機保護裝置以及電能表在石阡至玉屏高速公路配電工程現(xiàn)場安裝圖片
 

　　4 結語
 

　　微機保護裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反應設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備從系統(tǒng)中切除，保證設備繼續(xù)正常運行，將事故限制在較小范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性，保證用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的AM4-I電流型微機保護裝置和AM4-U1電壓型微機保護裝置，可以針對高速公路配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能，并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(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。