摘 要：35 kV 變電站的日常運維需要大量的人力物力，通常35 kV 變電站會設有變電站綜自自動化系統(tǒng)與低壓電力監(jiān)控系統(tǒng)，多套系統(tǒng)應用造成運維人員的負擔，而Acrel-EMS企業(yè)微電網能效管理平臺集測量、控制、保護及通信等功能于一身,正是解決運維資源嚴重不足現(xiàn)狀的出路，針對不同硬件設備管理監(jiān)控的需求，Acrel-EMS企業(yè)微電網能效管理平臺可以對規(guī)約進行現(xiàn)場實時添加，從而簡化變電站二次接線并切實降低運維成本，較具推廣和應用價值。

關鍵詞：35 kV 變電站；變電站綜合自動化系統(tǒng)；Acrel-EMS；企業(yè)微電網能效管理平臺

1.       概述

該食品加工廠變電站工程規(guī)模：電壓等級：35/10.5kV，規(guī)劃主變容量1×6.3MVA+1臺8MVA。有一個總配電室，包括35kV開關柜、10kV開關柜和0.4kV配電柜，兩個獨立變壓器室，變壓器為干式變壓器。35kV供電系統(tǒng)采用單母線接線，共有4面高壓開關柜，進線1回，變壓器出線2回，PT間隔1回。10kV供電系統(tǒng)采用單母線分段系統(tǒng)，進線2回，電容器間隔2回，站用變間隔2回，PT間隔2回，分段間隔2回，出線8回。共有18面高壓開關柜。

根據用戶配電系統(tǒng)管理需求，需要對35kV開關柜、10kV開關柜、35kV/10kV主變、交直流系統(tǒng)等進行全方面監(jiān)控與保護，及時發(fā)現(xiàn)故障故障，保證配電系統(tǒng)可靠運行。

結合用戶實際生產工藝要求，為實現(xiàn)本項目35kV變電站的全方面監(jiān)控與管理，在35kV和10kV配電回路中配置AM5SE系列進線保護、主變保護及各種出線保護裝置；在總進線處配置APView500電能質量在線監(jiān)測裝置；在每面高壓開關柜配置ASD200開關柜智能操控裝置和AMC96L-E4多功能儀表；在0.4kV各配電回路中配置一只AMC96L-E4多功能儀表。

在電氣監(jiān)控室配置一套Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)控屏和一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控屏，通過通信管理機及網絡交換機實時采集微機保護裝置、電能質量等二次設備數據，實現(xiàn)整個廠區(qū)供配電系統(tǒng)的全方面電力監(jiān)控與自動化管理。并配置一套整體化電源系統(tǒng)，為整個變電站的斷路器、二次設備及監(jiān)控主機等重要設備運行提供穩(wěn)定可靠的電源。同時利用Acrel-EMS企業(yè)微電網能效管理平臺匯總Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)與Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺數據，同時進行web發(fā)布與手機APP訪問，減少運維人員運維巡檢工作，豐富的能效分析可以方便運維人員排查能耗問題。

2.       系統(tǒng)結構

AcrelEMS企業(yè)微電網能效管理平臺，采用B/S架構，集成Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)與Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，企業(yè)微電網能效管理平臺實現(xiàn)了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監(jiān)控，提供變電站綜自系統(tǒng)，電力監(jiān)控，電能質量監(jiān)測，電氣安全保護，電能統(tǒng)計。對企業(yè)的用電管理起到較大的幫助。

系統(tǒng)功能需求：

變電站綜自系統(tǒng):通過一次系統(tǒng)圖監(jiān)測企業(yè)35kV中高壓側用電情況，數據均實時刷新。

電力監(jiān)控：監(jiān)測企業(yè)0.4kV低壓側用電情況，提供配電室監(jiān)測，無功補償柜監(jiān)測，電力報表等功能。

電能質量：提供電能質量檢測儀的穩(wěn)態(tài)監(jiān)測，諧波頻譜，穩(wěn)態(tài)曲線，諧波曲線，SOE事件等參數。

電能統(tǒng)計：提供用電集抄，用電統(tǒng)計，分時段用電統(tǒng)計，用電同環(huán)比分析，分組用電統(tǒng)計等功能。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是指：通過執(zhí)行規(guī)定功能來實現(xiàn)某一給定目標的一些相互關聯(lián)單元的組合，變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現(xiàn)對變電站二次設備的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量，并將主要數據上傳至地方調度平臺，同時接受調度端的調控指令，實現(xiàn)站內功率調節(jié)。

變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)均可可分為三層結構：即現(xiàn)場設備層、網絡通訊層和平臺管理層。

現(xiàn)場設備層：包含微機保護、智能操控、多功能儀表、計量表等設備，用于采集站內配電柜內電氣運行參數、開關狀態(tài)、電氣接點溫度等數據，同時分別在35kV變電站和10kV變電所配置多套直流電源，保障現(xiàn)場設備良好的運行環(huán)境。

網絡通訊層：包含ANet-2E8S智能網關。網關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數據，并可進行規(guī)約轉換，數據存儲，分散10kV變電站通過數據采集箱（內置智能網關）采集數據通過光纖上傳至通信室變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)平臺；同時網關充當遠動通信裝置，將現(xiàn)場設備數據采集后通過交換機經縱向加密數據加密后上傳調度網。

平臺管理層：?變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)平臺、電力監(jiān)控系統(tǒng)平臺、企業(yè)微電網能效管理平臺。

3.       解決方案

3.1.     方案綜述

本項目本次工程在35kV、10kV配電系統(tǒng)中配置AM5SE系列微機保護裝置，其中35kV主變配置整套主變保護屏，實現(xiàn)主變的差動保護、后備保護、非電量保護及主變溫度監(jiān)測；35kV其他回路及10kV各回路就地配置AM5SE系列微機保護裝置。

在電氣監(jiān)控室配置一套整體化電源系統(tǒng)，為整個變電站的斷路器、二次設備及監(jiān)控主機等重要設備運行提供穩(wěn)定可靠的電源。

在電氣監(jiān)控室配置一面時鐘同步屏，實現(xiàn)變電站內所有微機保護裝置的時鐘同步。

在電氣監(jiān)控室配置一面公用測控屏，實現(xiàn)變電站內總進線電能質量監(jiān)測；35kV側母線電壓/10kV側站用變電壓等模擬量遙測；微機保護裝置異常信號等遙信。

在電氣監(jiān)控室配置一套變電站綜合自動化系統(tǒng)，通過通訊管理機實現(xiàn)變電站綜合自動化監(jiān)控與管理。

在電氣監(jiān)控室配置一套微機五防監(jiān)控系統(tǒng)，在35kV及10kV開關柜內配置機械五防鎖具及電氣五防鎖具，通過五防系統(tǒng)實現(xiàn)對全站設備的五防操作閉鎖功能。在五防工作站上進行操作預演，檢驗、打印和傳輸操作票，并對一次設備實施五防強制閉鎖。

在電氣監(jiān)控室配置一面計量屏，實現(xiàn)站內的總電能計量與主變電能計量。35kV變電所1座，區(qū)域變電所3座，35kV變電所為獨立二層建筑物，其中一層為35kV開關室、35kV變壓器室、10kV開關室，二層為10kV變壓器及0.4kV開關室、通信室。區(qū)域變電所為裝置樓一層獨立區(qū)域，配置10kV開關柜、變壓器及0.4kV低壓柜。。

35kV變電所內35kV開關室一次系統(tǒng)圖如圖1所示，共有4面開關柜，分別為：1面進線柜、1面出線柜、1面計量柜、1面PT柜。

3.2.     功能需求

3.2.1.      35kV監(jiān)控保護方案

1）35kV進線保護：

35kV進線柜配置一臺線路保護AM5SE-F，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

2）35kV/10kV 主變壓器保護：

本項目共有1#、2#兩面35kV主變壓器出線柜，采用整套主變保護裝置集中組屏方式，配置2臺主變保護屏。屏柜設立在電氣監(jiān)控室，每面屏柜上裝設1臺差動保護裝置AM5SE-D2、1臺高后備保護裝置AM5SE-TB、1臺低后備保護裝置AM5SE-TB、1臺高側測控裝置AM5SE-K、1臺低側測控裝置AM5SE-K、1只變壓器溫控儀ARTM-8及轉換開關、壓板、空氣開關等其他控制設備。

差動保護裝置：作為主變壓器內部及引出線短路故障的主保護，動作后跳主變壓器高低兩側斷路器；

高后備保護裝置：作為35kV側的后備保護以及變壓器的非電量保護，動作后跳主變壓器高低兩側斷路器；

低后備保護裝置：作為10kV側的后備保護，動作后跳主變壓器高低兩側斷路器；

高側測控裝置：用于監(jiān)測35kV側測量電流、測量電壓；

低側測控裝置：用于監(jiān)測10kV側測量電流、測量電壓；

變壓器溫控器：監(jiān)測主變壓器內部繞組溫度；

3）35kV PT保護：

PT柜配置一臺PT并列及監(jiān)測裝置AM5SE-UB，實現(xiàn)PT監(jiān)測功能，當回路電壓出現(xiàn)異常時，及時發(fā)出告警信號。

4）35kV開關柜綜合測控

35kV各開關柜配置一臺智能操控裝置ASD200，實現(xiàn)高壓開關柜內刀閘狀態(tài)、溫濕度等綜合測控。

3.2.2     10kV監(jiān)控保護方案

1）10kV進線保護：

10kV進線柜各配置一臺線路保護AM5SE-F，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

2）10kV出線保護：

10kV出線柜各配置一臺線路保護AM5SE-F，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

3）10kV變壓器柜保護：

10kV變壓器柜各配置一臺變壓器保護裝置AM5SE-T，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

4）10kV電容器保護：

10kV電容器柜配置一臺電容器保護裝置AM5SE-C，當回路故障時，用于跳開本柜斷路器，切斷故障。

5）10kV母聯(lián)保護

母聯(lián)柜配置一臺備自投保護裝置AM5SE-B，用于實現(xiàn)兩進線和母聯(lián)之間的自動投切（進線備自投/母聯(lián)備自投/聯(lián)切備自投/自適應備自投），同時實現(xiàn)母聯(lián)保護功能。

6）10kV PT監(jiān)測

PT柜配置一臺PT監(jiān)測并列裝置AM5SE-UB，實現(xiàn)兩臺PT柜間的切換以及監(jiān)測，當回路電壓出現(xiàn)異常時，及時發(fā)出告警信號。

7）10kV開關柜綜合測控

10kV各開關柜配置一臺智能操控裝置ASD200，實現(xiàn)高壓開關柜內刀閘狀態(tài)、溫濕度等綜合測控。

8）AMC96多功能表

10V各開關柜配置一只多功能儀表AMC96L-E4，實時監(jiān)測各開關柜電流、電壓等電參量。

3.3.    0.4kV配電室監(jiān)控方案

0.4kV配電柜共配置AMC96L-E4儀表35只，AMC72L-E4儀表76只。0.4kV電力監(jiān)控系統(tǒng)通過接入以上AMC系列多功能電力儀表，實現(xiàn)對0.4kV配電回路的數據采集、運行監(jiān)視、電能計量功能。

3.4.    微機五防閉鎖方案

針對35kV及10kV開關柜，每臺斷路器配置五防電氣鎖1把，每個手車包含斷路器手車、PT手車、隔離手車配置手車閉鎖套件1套，按手車數量的2倍配置柜內閉鎖套件，每個接地刀與隔離刀配置接地刀閉鎖套件1套，配置接地頭（按柜子數量的一半配置）。五防解鎖鑰匙4把、充電器2個、電腦鑰匙2把、微機五防主機1臺、微機五防軟件一套。

3.5.    時鐘同步方案

配置時鐘同步裝置ATS1200GB一臺，置在電氣監(jiān)控室時鐘同步屏，時鐘源支持GPS和北斗。監(jiān)控系統(tǒng)、通訊管理機和微機保護裝置均從該裝置獲得授時（對時）信號，保證I/O數據采集單元的時間同步達到1ms精度要求。當時鐘失去同步時，自動告警并記錄事件，當時鐘失去電源時，自動生成告警信號。監(jiān)控系統(tǒng)設備采用NTP對時方式，微機保護裝置對時接口采用IRIG-B對時方式。

3.6.    公共測控方案

配置公用測控屏一面，放置AM5SE-K公共測控裝置2臺和APView500電能質量監(jiān)測裝置1臺。2臺AM5SE-K分別采集站內35kV側母線電壓/10kV側站用變電壓、各微機保護裝置異常信號；并預留遙控出口各4路。并配置一臺電能質量監(jiān)測裝置APView500，監(jiān)測電能質量如電壓諧波與不平衡/電壓偏差/頻率偏差/電壓波動與閃變等穩(wěn)態(tài)數據、電壓暫升/暫降/短時中斷暫態(tài)數據，當檢測到電能質量異常時，觸發(fā)故障錄波與數據記錄，為后續(xù)的電能質量分析提供數據支撐。

3.7.    整體化電源方案

本項目針對配電室內監(jiān)控設備的提供整體化電源，具體配置方案如下：

直流柜GZDWJM-100/200-M、蓄電池柜、UPS電源柜、交流屏、交流饋線柜、事故照明柜、直流電源屏GZDWJM-40/110-M（1套1屏）各一面。為整個變電站的斷路器、二次設備及監(jiān)控主機等重要設備運行提供穩(wěn)定可靠的電源。

Acrel-EMS企業(yè)微電網能耗管理平臺解決方案，通過一個平臺即可整體對用電進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一運維，滿足用戶可靠、安全、節(jié)約、合理、有序用電的要求。對用戶提供運維服務，實現(xiàn)能源互聯(lián)，信息互通，打破信息孤島；根據用電設備負荷重要性分級管理，錯峰有序用電，提高運維人員的技能，保證電網安全穩(wěn)定運行。