安科瑞 劉邁

摘 要：隨著配電網(wǎng)自動化水平的不斷提高，對保護裝置故障信號的精細化處理提出了更高要求。鄭州地區(qū)在配電工程中應用“信號分開"設計理念，即將不同故障類型的信號通過獨立硬接線輸出至信號箱，以實現(xiàn)故障準確定位及通信中斷情況下的可靠告警。本文以河南鄭州航空港經(jīng)濟實驗區(qū)配電網(wǎng)工程為背景，選用AM5SE系列保護裝置，針對不同應用場景配置相應型號，并根據(jù)工程需求定制了信號出口分開、斷路器偷跳告警及電氣連鎖等特殊功能。該方案有效提升了供電系統(tǒng)的故障識別能力與運行可靠性，可為同類配電網(wǎng)工程中保護裝置的選型與功能定制提供參考。

關鍵詞：微機保護裝置；信號分開；斷路器偷跳；電氣連鎖

1 概述

河南鄭州航空港經(jīng)濟實驗區(qū)為航空港經(jīng)濟發(fā)展先行區(qū)，該工程包括冉村、大馬等城中村、許昌地塊、83號地塊、87號地塊等多個項目。工程要求居民生活中心配、居民生活區(qū)域配配置的10kV微機保護測控裝置，微機保護裝置的操作電源采用直流220V，信號上傳至DTU；公用設施專用配微機保護測控裝置的數(shù)據(jù)信號需要上傳至信號箱；新建配電房10kV開關柜微機保護裝置信號引入DTU/信號箱；新建開閉所微機保護裝置信號引入配網(wǎng)自動化終端。項目整體采用微機保護一體化裝置，實現(xiàn)對居民生活中心配、區(qū)域配、公用專用配及開閉所內10kV開關柜的保護、測控及信號的一體化集成。

2 產(chǎn)品需求

2.1 功能需求

針對鄭州地區(qū)部分配電工程，對微機保護裝置提出“信號分開"的要求，將這些信號送到信號箱中，實現(xiàn)不同的故障觸發(fā)不同的指示燈，如圖1所示。該需求旨在通過細化故障處理提升供電系統(tǒng)的可靠性，主要體現(xiàn)在以下兩點：

（1）       故障的準確定位：每個保護功能所判斷的故障性質和嚴重程度不同，設置每個信號獨立顯示，運維人員可以直觀的判斷故障類型。

（2）       “無人值守"更可靠：分開的信號出口采用硬接線的方式直接連接信號箱，哪怕通訊或后臺系統(tǒng)癱瘓，信號箱的故障燈依舊可以準確點亮。

圖1 信號箱原理圖

該項目配置AM5SE系列微機保護，對不同的應用對象配置不同型號的微機保護裝置。其中，進線和饋線配置AM5SE-F線路保護裝置；變壓器出線配置AM5SE-T變壓器保護裝置；母聯(lián)柜配置AM5SE-B備自投保護裝置；PT柜配置AM5SE-UB PT監(jiān)測并列裝置。信號分開及對應的產(chǎn)品功能如下表：

2.2 10kV各回路保護配置方案

本期項目10kV回路使用AM5SE系列微機保護測控裝置實現(xiàn)供電系統(tǒng)的保護。下圖為部分上圖方案：

圖2 部分配電室上圖方案

3產(chǎn)品方案

項目中除了常規(guī)配置的過流、速斷、零流、備自投、PT斷線、控制回路斷線等功能外，還要求斷路器具備防跳功能，同時保護裝置具備斷路器偷跳判別功能。針對兩進線一母聯(lián)的供電系統(tǒng)，進線柜與分段柜之間除通過硬接線實現(xiàn)可靠的電氣連鎖外，還需要在保護裝置中實現(xiàn)電氣連鎖狀態(tài)的監(jiān)測和提醒功能。其中，斷路器偷跳判別功能和電氣連鎖功能需要進行特殊定制。

（1）斷路器偷跳告警功能

斷路器偷跳是指，在無人工操作、繼電保護裝置未動作情況下，斷路器發(fā)生的非預期跳閘，屬于設備的固有缺陷現(xiàn)象。針對這一原理，微機保護裝置設計了斷路器偷跳告警的功能。

斷路器初始運行時處于合閘狀態(tài)，此時裝置采到“合后位置"信號。若未發(fā)生手動分閘、保護跳閘或遙控跳閘的操作，而斷路器處于分閘狀態(tài)，則判定為斷路器偷跳，保護裝置發(fā)出告警信號，告警指示燈點亮。反之，若發(fā)生過手動分閘、保護跳閘或遙控跳閘中的任意一種操作，則斷路器偷跳告警不動作。

圖3 斷路器偷跳邏輯

（2）電氣連鎖功能

    針對母聯(lián)柜，需采集進線1和進線2斷路器的位置狀態(tài)進行邏輯判斷。當進線1和進線2斷路器均處于合閘狀態(tài)時，若微機保護裝置觸發(fā)重合閘、遙控合閘、手動合閘或備自投合閘中任意一項合閘指令，則經(jīng)過可設置延時時間后，母聯(lián)保護裝置彈出“電氣連鎖動作"的事件記錄。保護功能邏輯如下圖。

圖4 電氣連鎖邏輯

4現(xiàn)場應用

本項目微機保護就地分散安裝在各個開關柜上，現(xiàn)場安裝如下圖所示，該項目所需保護功能已驗證完畢，目前正常運行。

圖5 現(xiàn)場安裝圖片

5 結語

本文結合河南鄭州航空港經(jīng)濟實驗區(qū)配電網(wǎng)工程中的實際需求，分析了10kV微機保護測控裝置的配置方案與功能定制方法。采用“信號分開"設計，將不同故障類型的信號通過獨立硬接線輸出至信號箱，提升了故障準確定位能力及系統(tǒng)運行的可靠性。同時，項目在AM5SE系列保護裝置的基礎上，實現(xiàn)線路、變壓器、母聯(lián)及PT柜的保護配置，并根據(jù)不同應用需求定制信號出口分開、斷路器偷跳告警及電氣連鎖等功能，該方案能夠滿足鄭州供電系統(tǒng)對保護可靠性、故障可追溯性及無人值守場景下的運行要求，可為同類配電網(wǎng)工程中保護裝置的選型與功能設計提供參考。

參考文獻

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6月版

[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設計與產(chǎn)品二次原理圖集.2020.10月版

[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.11月版