電力監控系統和微機五防系統在錫林郭勒項目的應用

摘要：隨著電力、計算機、信息和網絡等技術的不斷發展，促進了電力監控的快速發展，人們對電力系統運行的安全性以及穩定性的要求越來越高。本文針對錫林郭勒供配電系統特點及供配電系統高可靠性的要求，提出了保護類、監測類和防誤閉鎖產品解決方案。本文介紹的AM5SE系列微機保護裝置，可以針對錫林郭勒配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能，并且通過電力監控系統采集相關遙測、遙信和SOE等數據完成監視、控制和預警，配合五防系統，大大提高了變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量。實現變電站供配電系統的監測與管理。

關鍵詞：微機保護；電力監控；誤防閉鎖；綜合自動化

1概述

本工程為中國移動通信集團內蒙古有限公司錫林郭勒分公司10kV供配電工程項目，本工程系統為10kV變電所，按照項目需求配置微機保護裝置AM5SE、測控屏、五防鎖具、后臺綜自監控系統和五防監控系統。集控系統要求配備了智能設備接口，充分保證系統的安全可靠運行，也要求兼顧目前綜合自動化系統的全面性、先進性。

2需求分析

系統通過智能電力監控裝置、通訊網絡和計算機軟件，實現供配電系統在運行過程中的數據采集、運行監視、事故記錄和分析、繼電保護等，完成企業的安全供電、用電管理和運行管理。系統應由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層構成。該項目的微機保護裝置的產品上圖如下：

1）微機保護裝置明細

2）誤防閉鎖裝置明細

3）系統功能需求：

數據采集及處理：通過間隔層設備實時采集現場各種電參數、開關量及溫度量、電能抄表值等。

畫面顯示：各回路的合、分狀態、變位信息、保護設備動作及復歸信息、直流系統及所用變系統的信息、各測量值的實時數據、各種告警等信息。

記錄功能：具有電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數據的存儲功能，以供查詢、分析、打印。

報警處理：用戶可以根據自己的需要分類篩選有關報警，并將報警歸納于不同的報警窗口。

權限管理：具有完善的用戶權限管理功能，避免越權操作。

曲線分析功能：可以曲線形式展示實時數據庫和歷史數據庫中的模擬量、電度量數據，以便分析其當前運行狀態及有關歷史趨勢。

報表統計功能：通過報表，可以方便分析供電系統及各回路運行參數，形成運行日報、月報、電能統計日報、月報、年報。

3技術標準

GB 50052      《供配電系統設計規范》

GB 50054      《低壓配電設計規范》

IEC 61587      《電子設備機械結構系列》

DL/T 5103      《35-110 KV無人值班變電所設計規程》

GB 50059      《35-110 KV變電所設計技術規程》

NDG 889       《火力發電廠、變電所二次接線設計技術規定》

GB 50229      《火力發電廠與變電所設計防火條件》

GB 6162       《靜態繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗》

DL/T 587       《微機繼電保護裝置運行管理規程》

GB 14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規程》

GB/T 15145    《微機線路保護裝置通用技術條件》

GB 7261       《繼電器和繼電保護裝置基本試驗方法》

GB 14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規程》

DL/T 720      《電力系統繼電保護柜、屏通用技術條件》

GB/T19582.1   《基于Modbus協議的工業自動化網絡規范》

4系統方案

（1）站控管理層

    站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

（2）網絡通訊層

通訊層主要是由數據采集器及總線網絡組成。數據采集器主要功能是監測現場智能儀表；總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化、提高了配電系統安全性、可靠性、和穩定性，達到無人值守的目的。

（3）現場設備層

    現場設備層是數據采集終端電力儀表、微機保護、UPS等，采用Modbus通訊協議總線型接入數據采集器，經數據采集器到達監控主機，配合五防系統，實現遠程監控。

5系統功能

（1）實時監測

Acrel-2000Z電力監控系統可以直觀顯示一次系統圖，并實時顯示10kV電壓等級各回路的遙測量、遙信量和報警信號等。遙測量包括電壓、電流、功率、功率、電能等電參量等；遙信量包括中壓開關柜內路斷路器、手車、隔離開關、負荷開關、地刀開關的分合狀態、斷路器彈簧儲能狀態及遠方就地控制狀態；報警信號包括微機保護裝置的告警信號、保護跳閘信號及裝置異常信號。

（2）電參量查詢

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、電能等。

（3）曲線查詢

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統在曲線查詢界面，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。并統計該曲線查詢范圍內值、值發生時間、最小值、最小值發生時間、平均值等。

（4）運行報表

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統可以查詢各回路或設備時間的運行參數，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、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、溫度值等。可以按照日、月、年的格式進行查詢、導出、打印。

（5）實時告警

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統具有實時告警功能，系統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、事故跳閘等事件發出告警。

1.圖元告警

2.彈出事件報警窗口

3.實時語音功能，系統能夠對所有事件發出語音告警。

（6）歷史事件查詢

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統能夠對遙信變位，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和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、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。

（7）電能統計報表

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。

（8）用戶權限管理

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統為保障系統安全穩定運行，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）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

（9）網絡拓撲圖

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通信狀態，發生網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。

（10）遙控

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。配電系統維護人員可以通過監控系統的主界面點擊相應的斷路器遙信點調出遙控操作界面，通過五防軟件解鎖后，可以及時執行調度系統或站內相應的操作命令。

（11）誤防閉鎖功能

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統與五防軟件系統之間建立通信協議鏈接，當某一設備需要進行遙控操作時，Acrel-2000WF首先進行五防規則判斷，符合五防規則后，則發送解鎖命令至自動化監控后臺，自動化監控后臺進行遙控操作。五防軟件可以模擬遙控步驟，形成操作票。

（12）通信管理

安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監測。可以查看某個設備的通信和數據報文。可以完成與各種智能電子設備的通信和數據轉發，包括微機保護、電力儀表、智能操控、直流屏、模擬屏、五防系統和調度等。

6結束語

隨著電力系統正向著高可靠性、高自動化、高信息化水平方向迅猛發展，對電網的監控已成為國內外高度重視的關鍵問題，特別是電力系統中起著控制和保護等重要作用的開關柜的監控。智能配電監控保護類、監測類和防誤閉鎖產品解決方案對于供配電系統的可靠穩定運行起著至關重要的作用，尤其是微機保護裝置在電力系統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中切除，保證*設備繼續正常運行，將事故限制在很小范圍，提高系統運行的可靠性，很大限度地保證向用戶安全、連續供電。本文針對中錫林郭勒項目中不同保護對象提供對應的保護功能和監測功能，并且通過電力監控系統采集相關遙測、遙信數據進行監控，配合五防系統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，實現無人或少人值守。

參考文獻

[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06月版 

[2] 安科瑞智能電網用戶端電力監控/電能管理/電氣安全（產品報價手冊）.2020.01月版

[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.2020.10月版

[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.2月版

作者介紹：

柏為為，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電力監控系統。