安科瑞AM母聯保護及備自投裝置在廣州中山大學附屬(南沙)醫院配電應用

　　摘 要：目前，微機保護裝置廣泛應用于電力系統中，該類裝置能夠監測電力系統的運行狀況，并實時記錄電力系統出現故障的位置及性質，從而為故障的快速處理提供參考信息。本文介紹的微機保護裝置，可以針對廣州中山大學附屬(南沙)醫院配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能，尤其是針對本次項目的三進線兩聯絡系統，特殊定制了進線備自投邏輯，實現進線備自投功能。微機保護裝置能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量，有利于實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班。

　　關鍵詞：可靠性;安全性;微機保護;供電質量，進線備自投

　　1 概述

　　廣州中山大學附屬(南沙)醫院位于廣州市南沙區橫瀝鎮明珠灣區起步區橫瀝島，距離橫瀝地鐵站1km左右，坐落在粵港澳大灣區“一小時生活圈"內，18號地鐵快線半小時內可直達廣州市中心，總建筑面積50.5萬㎡。醫院配置了標準直升飛機停機坪，為市民提供即時響應的航空救援服務。海上遇險人員可由艦艇、船艇運送至泊岸碼頭，醫院附近有多條干道，120急救車將及時將病人送至醫院，“院前-院內"無縫銜接，救援通道通暢無阻，是名副其實的“海陸空"醫院。

　　本項目為中山大學附屬(南沙)醫院的配電工程，本工程電房位于廣州市南沙區橫瀝鎮明珠灣起步區橫瀝島西側。電源分界點為醫院(北區)1號開關房至中山一院(南沙)北區專用綜合房高壓室的10kV電纜01頭;醫院(北區)2號開關房至中山一院(南沙)北區專用綜合房高壓室的10kV電纜01頭;醫院(南區)1號開關房至中山一院(南沙)南區專用綜合房高壓室的10kV電纜01頭。根據本項目的重要性及相關設計規范要求，按其全部用電負荷等級為三級負荷考慮。本項目北區1號開關房和南區1號開關房采用兩主供一備供方式供電，北區2號開關房采用兩主供互為備供方式供電。計量方式為高供高計。根據本項目的建筑平面情況，綜合考慮運輸通道、與周邊建筑物的間距、地形地質條件、防洪防澇、景觀協調、環境噪音控制等因素，本項目設置新建開關房2間、新建北區專用綜合房高壓室1間、專變房20間、低壓房6間。10kV高壓柜采用金屬鎧裝移開式開關柜，進出線方式為電纜下進下出，額定電流：進線開關為1250A，出線開關為630A;額定開斷電流：進線開關為31.5kA，出線開關為25kA。變壓器選用節能型干式變壓器，額定電壓為10kV/0.4kV，分接范圍為±2×2.5%，聯結組別為DYn11，短路阻抗Uk=6%，帶風機，設置強迫風冷系統及溫度控制器，變壓器噪聲<50dB，變壓器一次及二次側繞組采用銅質導體，含絕緣護套，絕緣等級為II級。高壓電纜采用FY-ZRYJV22-8.7/15kV放白蟻阻燃交聯聚乙烯絕緣護套鎧裝銅芯電力電纜?？紤]到廣州地區為白蟻高發區，按供電部門的相關要求，電力電纜均為白蟻型。

　　2 產品需求

　　本次針對中山大學附屬(南沙)醫院配電工程中10kV變電所不同保護對象配置不同微機保護裝置，進線柜、出線柜、變壓器柜配置AM4-I電流型微機保護裝置，母聯柜配置AM5-B備自投保護測控裝置。其中，北區1號開關房和南區1號開關房采用兩主供一備供方式供電，即三進線兩母聯供電系統，針對于此供電系統如圖1所示，定制如下備自投功能：

　　圖1 三進線兩母聯一次系統圖

　　1)平時G1、G3、G2合閘，G13、G23分閘;三路進線同時供電，當進線1失電時，跳開G1，確認跳開后合上G13，由3#進線供電;

　　2)平時G1、G3、G2合閘，G13、G23分閘;三路進線同時供電，當進線2失電時，跳開G2，確認跳開后合上G23，由3#進線供電;

　　3)平時G1、G3、G2合閘，G13、G23分閘;三路進線同時供電，當進線1和2失電時，先跳開G1，確認跳開后，跳G2，然后通過軟壓板選擇合G13還是G23。

　　除上述定制的備自投功能外，這兩款微機保護裝置還通過以下保護功能實現對高壓柜的設備運行情況實時監視和保護：

　　2.1 產品概述

　　AM5 系列微機保護測控裝置(以下簡稱裝置)集保護、測量、控制于一體，適用于 35kV及以下電壓等級的用戶終端變電站，可實現用戶變電站的保護和測控。應用領域覆蓋電力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業。

　　裝置采用先進成熟可靠的保護原理和算法，抗干擾性能強，可靠性高，保護實現方式靈活，通訊采用冗余設計。裝置具備獨立的高精度電流測量回路，16 路開關量采集和 10 路繼電器輸出，能與 Acrel-2000Z 電力監控軟件配合，可以實現無人值班的終端用戶變電站配電自動化系統。

　　2.2 產品特點

　　1)成熟完善的保護功能

　　裝置針對不同一次設備可以靈活配置不同的保護功能，可以實現 35kV 及以下電壓等級變配電站保護測控功能，適用于線路、母聯、配電變壓器、高壓電動機、高壓電容器等設備的保護和自動控制功能。

　　2)高性能硬軟件平臺

　　裝置采用高性能的硬件平臺，全部采用工業級元器件，專業的 EMC 設計，配合完善的在線自檢測試程序，采用高性能處理器作為保護 CPU，配置以大容量的 RAM 和 Flash，使本產品具有較強的數據處理、邏輯運算和信息存儲能力。

　　3)人性化

　　裝置采用全漢化大屏幕液晶顯示，人機界面清晰易懂;靈活、按鈕設計，菜單式操作簡單、便捷;配備的計算機界面的調試與分析軟件，調試及維護簡單方便。

　　4)豐富的接口資源

　　8 路交流電流通道、4 路交流電壓通道;16 路開關量輸入通道(交直流兩用)、10 路開關量輸出通道;2 個 RS485 通訊接口、1 個 RS232 維護口、1 個 IRIG-B 對時口。

　　5)靈活方便的接線方式

　　裝置的交流電壓輸入端口可接相電壓，也可接線電壓或零序電壓或不平衡電壓，適應各種 PT 接線方式。保護電流和測量電流通道可分別接三相電流;另外兩個交流電流通道可以接零序電流、不平衡電流或者線路電流。

　　6)透明化

　　實時記錄交流量、開入量、開出量和所有保護模塊的狀態;記錄內部各元件動作行為、動作時間和錄波數據。

　　7)強大的圖形可編程

　　采用全圖形化編程技術，可以根據需要對裝置進行邏輯編程，滿足多數用戶的要求。如果裝置在使用過程中需要更換保護功能，只需通過裝置的維護端口更新內置邏輯圖即可，實現方式簡單靈活。

　　8)高可靠性設計

　　通過 5 項電磁兼容檢測認證，電快速瞬變脈沖群、靜電放電、浪涌抗干擾性能均達到IV 級標準。

　　9)開放性

　　裝置內置兩種通訊規約：Modbus-RTU 和 IEC 60870-5-103 ，兩種方式可以通過選擇組合，支持雙網冗余。可實現遠方定值修改和切換、事件記錄及錄波數據上傳、壓板遙控投退和遙測、遙信、遙控跳合閘。

　　3 產品方案

　　本工程10kV配電工程共有3個變電所，以北區1號開關房為例，上圖方案如下：

　　圖2 北區1號開關房上圖(一)

　　圖3 北區1號開關房上圖(二)

　　圖4 北區1號開關房上圖(三)

　　整個10kV配電工程所設微機保護型號與數量如下：

　　4 現場安裝圖片

　　本項目微機保護就地分散安裝在各個高壓開關柜上，現場安裝如下圖所示，該項目已于2021年送電使用，運行正常。

　　裝置采用面板嵌入式安裝，首先在屏體面上按開孔尺寸開孔。再將裝置放入開孔中，直到裝置面板靠住機柜的面板。將支架放置于機柜面板的內部(上下各有一個支架)，旋轉 4 個固定螺絲，使裝置牢固固定在機柜面板上，蓋上 4個翻蓋即可。(翻蓋上方有小缺口，拆卸時需用一字螺絲刀插入小缺口將翻蓋取下。)

　　圖5 微機保護在中山大學附屬(南沙)醫院配電工程現場安裝圖片

　　5 結語

　　在10kV電力系統中采用微機保護裝置是電網智能化發展的必然趨勢，盡管微機保護的價格比傳統繼電器高出了許多，但它能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量，有利于實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班，以另一種方式大大節約了成本。本文介紹的中山大學附屬(南沙)醫院配電工程通過對各個保護對象裝設對應的保護裝置，不但使整個配電工程實現了綜合自動化，還降低了工作人員的勞動強度，提高了設備運行的可靠性。

　　6 維護及其他問題處理

　　裝置為免維護產品，只要安裝運行環境滿足要求，正常運行期間不需要日常及定期保養維護。但要留意因長期輕微震動引起的螺絲松動情況。

　　下表是在裝置使用過程中可能會遇到的問題及相應處理建議。

作者介紹：徐行德，男，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事光儲充等研發與應用

產品推薦：導軌式直流電能表；直流霍爾傳感器；多用戶預付費電能表