AM5SE係列微機保護測控裝置在某冶鋼動力廠供電增容改造中的應用

摘要：某冶鋼動力廠原有6kV兩(liang) 段母線，現新增III段母線，通過對新增母線從(cong) 設備選型、控製回路原理設計等方麵進行改造，尤其配置的AM5SE係列微機保護測控裝置的應用，集控製、保護、測量、開關(guan) 量采集、通訊功能於(yu) 一體(ti) ，提高了設備的可靠性、性和自動化水平。

關(guan) 鍵詞：冶鋼動力廠；微機保護測控裝置；可靠性；性；自動化

0 引言

     某冶鋼動力廠二總降原有2條6kV母線，擔負著水泵站、軋鋼站、電爐等負載的主要供電任務，原出線櫃均采用傳(chuan) 統繼電保護方式，並且有獨立的直流供電係統和計量係統。在10000m³/h製氧設備增容改造中，與(yu) 此配套的二總降新增了1台31500kVA變壓器及III段6kV母線，采用华体会棋牌透视AM5SE係列微機保護裝置，並增設Acrel-2000Z電力監控係統，實現對整個(ge) 廠區10kV變電站的用電監控與(yu) 管理，提高自動化管理水平。

1 AM5SE係列裝置簡介

AM5SE係列微機保護裝置采用主頻為(wei) 168MHz的處理器，16位同步采樣A/D，每周波48點采樣實時並行計算；配置512K字節Flash、（192+4）K字節Sram、外置4M字節NorFlash、外置512K字節Sram，硬件資源充足，可靠性高。裝置硬件包括電源模塊、CPU 模塊、開入開出模塊、控製回路模塊、模擬量采集、通訊模塊等采用模塊化設計，通用性強。同時，裝置具有上電自檢功能，可對MCU內(nei) 核時鍾、ADC芯片及外設、液晶模塊、開入采集、繼電器輸出、SRAM/FLASH/鐵電、以太網芯片及外設、串口通信外設、USB通信外設等電路上電自檢，若有異常可閉鎖繼電器出口防止保護誤動並發出告警信號。

2 具體(ti) 應用

該冶鋼動力廠新增的1台31500kVA變壓器容量較大，故針對該變壓器，配置AM5SE-D2差動保護裝置、AM5SE-TB後備保護測控裝置，兩(liang) 台保護裝置搭配使用，實現變壓器的差動保護、高壓側(ce) 過流保護、變壓器的非電量保護；使用AM5SE-F線路保護測控裝置進行線路保護，主要設置電流速斷保護、定時限過流保護；使用AM5SE-C電容器保護測控裝置對電容器進行保護，主要設置電流速斷保護、定時限過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、不平衡電壓保護；使用AM5SE-B母聯保護及備自投裝置，實現母聯備自投功能，同時設置在進線出現故障或者手動分閘情況下，閉鎖備自投的功能。

2.1 操作回路控製原理

上述AM5SE係列各型號雖然在功能上有所區別，但操作回路控製原理基本一致。對比改造前後的二次操作回路，取消了原防跳繼電器電流起動電路，原因在於(yu) 傳(chuan) 統防跳操作電路一般采用電流起動、電壓保持實現電氣防跳，需要根據斷路器跳、合閘回路通過的電流值選擇防跳繼電器，通用性差，特別對於(yu) 跳合閘電流較小的斷路器往往難以實現。

圖1 控製回路二次原理圖

改造後的操作回路控製原理如圖1所示，可自適應0.25~5A斷路器跳合閘電流。根據圖1，無論是就地控製還是遠方控製，如此時回路發生故障，當斷路器出現手動合閘或保護合閘粘連時，TBJ繼電器線圈得電，對應防跳回路的TBJ常開觸點閉合，FTJ繼電器線圈得電，合閘回路的FTJ常閉觸點斷開，盡管此時仍有合閘信號輸入，但合閘回路已被斷開，所以不會(hui) 再次合閘，從(cong) 而可有效防止發生斷路器跳躍現象，同樣的，若出現分閘粘連，也可觸發防跳繼電器，實現防止斷路器跳躍功能。此外，針對該操作回路，增加了跳保持繼電器TBJ和合保持繼電器HBJ，確保無論是瞬時還是常保持的分合閘命令，斷路器都可以有效分合閘，在斷路器完成分合閘後，再釋放TBJ繼電器和HBJ繼電器。

2.2 備自投控製回路原理

該冶鋼動力廠原有I段、II段兩(liang) 段母線，新增加的III段母線需要與(yu) 原有的兩(liang) 段母線實現分段運行，即若I段、II段母線均失電，則投入3號進線，由3號進線帶全段母線運行。該廠區原有的母聯備自投裝置由於(yu) 沒有過流失壓閉鎖裝置，即使6kV I段母線因短路故障跳閘失壓，備自投裝置仍然動作。如果是過流保護動作跳閘，6kV II段母線電源投入故障母線，將對故障點造成再次衝(chong) 擊，形成更大破壞，甚至使6kV II段母線跳閘，全站停電。在這次改造中，設置了在進線出現故障或者手動分閘情況下，閉鎖備自投的功能，從(cong) 而確保了母聯備自投的選擇性、靈敏性和可靠性。

本次改造後，停用原有的備自投保護功能，根據該冶鋼動力廠三進線兩(liang) 聯絡的供電方式，在AM5SE-B上定製對應的備自投邏輯，根據輸入的6kV I段、II段、III段母線電壓信號、電流信號、各斷路器的位置信號，實現以下功能：

1）正常情況下，1號進線、2號進線分列運行，母聯斷開，若1號進線或2號進線失電（無壓無流）則備自投跳開對應的進線斷路器，合母聯斷路器；若1號進線和2號進線均失電，則備自投跳開1、2號進線，合3號進線，最後合上2個(ge) 母聯斷路器。

圖2 AM5SE-B開入二次原理圖

2）AM5SE-B備自投保護裝置的開入原理圖如圖2所示，在X5.7接入1號進線和2號進線的保護跳閘、手動分閘信號，在回路出現故障時，對應的保護跳閘輸出至閉鎖備自投開入，同時，裝置的備自投功能被閉鎖，無法實現。

3 6kV電力監控係統改造

為(wei) 實時監視該冶鋼動力廠整個(ge) 配電室的運行以及數據采集，針對該廠配置一套Acrel-2000Z電力監控係統，將微機保護的數據上傳(chuan) 至電力監控係統，實現對6kV變電站的用電監控與(yu) 管理，提高自動化管理水平。其可實現的主要功能如下。

3.1 實時監測

可以直觀顯示變電站一次係統圖，並實時顯示各電壓等級各回路的遙測量、遙信量和報警信號等。

3.2 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，界麵也可用棒圖的形式更直觀的展示三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、電能等。

3.3曲線查詢

在曲線查詢界麵，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、溫度等曲線。並統計該曲線查詢範圍內(nei) 極值、極值發生時間、平均值等。

3.4實時告警

具有實時告警功能，係統能夠對配電回路斷路器、隔離開關(guan) 、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警，便於(yu) 及時的針對異常情況給用戶預警。

3.5曆史事件查詢

能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和進行曆史追溯、查詢統計、事故分析。可以按時間、類型和設備進行查詢和排序。

3.6用戶權限管理

為(wei) 保障係統安全穩定運行，係統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授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.7電能質量在線監測

可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。

實時監測總進線和重要出線回路的供電電源電能質量，包括穩態數據監測、暫態數據監測和故障錄波分析。對供電係統中的電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、三相電流不平衡、2～63次諧波電壓、2～63次諧波電流、0.5～63.5次間諧波電壓、0.5～63.5次間諧波電流、諧波功率、諧波畸變率等實時監測，並以柱狀圖進行諧波分析。

監測重要回路的電壓波動與(yu) 閃變、電壓暫升/暫降、短時中斷情況，實時記錄事件並故障錄波，為(wei) 電能質量分析與(yu) 治理提供數據來源。及時采取相應的措施提高配電係統的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發生。

3.8遙控

可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。例如配電係統維護人員可以通過監控係統的主界麵點擊相應的斷路器遙信點調出遙控操作界麵，可以及時執行調度係統或站內(nei) 相應的操作命令。

3.9故障錄波

可在係統發生故障時，自動準確地記錄故障前、後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、提高電力係統安全運行水平有著重要作用。

3.10事故追憶

可自動記錄事故時刻前後一段時間的所有實時穩態信息，包括開關(guan) 位置、 保護動作狀態、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

3.11通信管理

可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備通信情況進行管理、控製、數據的實時監測。可以查看某個(ge) 設備的通信和數據報文。

可以完成與(yu) 各種智能電子設備的通信和數據轉發，包括微機保護、電力儀(yi) 表、智能操控、直流屏、模擬屏、五防係統和調度等。

3.12 GPS校時

可集成配置北鬥/GPS授時設備，對係統主機進行同步授時，以保證整個(ge) 係統設備有統一的時間基準，為(wei) 電力係統故障分析提供準確的時間基準。

該冶鋼動力廠改造後的電力監控係統拓撲圖如圖3所示。

4 結束語

該冶鋼動力廠供電增容改造項目微機綜合保護測控裝置自2020年投運以來，目前裝置運行良好。改造後的AM5SE係列微機保護測控裝置配置全麵，記憶功能強大，為(wei) 今後事故準確分析，正確解決(jue) 問題提供了依據；新配置的Acrel-2000Z電力監控係統，方便查看保護信息及故障信息管理，保障了該廠安全、穩定生產(chan) 。

參考文獻

[1] 楊正軒. MTPR係列微機綜合保護裝置在工廠供電增容改造中的應用[J]. 電世界, 2010(11):2.

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