水電站的10kV電力保護裝置的改造
摘要：為了提高10KV植物原始集成保護測量和控制裝置的可靠性，電子組件老化了嚴重的，低自動化水平，人機界面不足和軟件友好型，難以維護的工作。新的保護和控制裝置具有眾多的保護功能，友好的操作接口以及方便的操作和維護，從而改善了水力發電廠功耗的可靠操作，並確保了電廠的安全性和穩定性。
關鍵詞：10kV保護和控制設備；可靠性;保護水電站
0簡介
一個水電站位於廣西縣座位上游15公里。這是一個具有里程碑意義的項目，“從西到東”也是中國西部發展的重要項目。水力發電站的建設始於2001年7月1日，並於2009年底進行了全面運行。設計的水位為400m，大壩高度為2165m，大壩的最高長度為836m，存儲容量為273億立方米，安裝容量為630萬kW，年度電力汽車為18.7.7.7 billion kwh。該結構分為兩個階段。由於發電廠的產量巨大，它對社會產生了巨大影響。為了確保電源的質量和長期安全和可靠的電源供應，水力發電站逐漸改變了10kV工廠功耗的新的全面保護測量和控制裝置。
1.介紹10kV植物電力系統
水電站的10kV系統是低電流接地系統。它的接線表採用多個電源獨立電源，I〜VI總線是“手頭”環形備用，並且重要的負載分散配置以確保電源的可靠性。整個10kV電源系統都有7個公交線：I，II，III，I IV，V和VI部分，分別從單位的低壓變壓器側1,2,3,4,5和7分。第七節是外部電源，安全電源和柴油發電機的簡介，它們用作10KV的I，III和VI總線的備用電源。根據分散和獨立性原則，工廠中的所有10kV負載均勻分佈在I〜VI總線線上。根據負載性質，由10KV工廠總線連接的設備分為分配變壓器，高壓電動機，電壓變壓器和接觸開關。有關水電站連接的10KV電源系統，請參見圖1。
圖1 10kV植物電源接線
2. 10KV工廠的電力保護和轉型季節
10KV電廠的原始綜合保護測量和控制裝置採用了進口的上海Areva Micom-P122集成保護設備。該設備自2007年5月以來一直在運行。保護設備的電子組件正在認真老化，並且保護性光學耦合進入組件更頻繁地損壞，這會影響發電廠的安全穩定生產。此外，製造商不再生產相同類型的備件，只能購買升級設備，並且保護設備數據不符合要求，而是備用開關保護的備件；自動化水平不高，數字化薄弱，設備信息的不便，無法滿足當今的要求，人機接口和所有英語軟件都不友好，這帶來了更加繁瑣的工作並降低了工作效率。考慮到上述因素，有必要對10kV功耗的綜合保護測量和控制系統進行技術轉換。
3.要求10kV工廠的功率保護和轉換
開關設備及其安裝位置保持不變，更換所有原始的饋線加載開關，總線開關，PT機櫃，內部次級電纜和端子行；根據新設備的尺寸重新設計和修改開關設備面板；完成新設備訪問電源監控系統和通信接口地址設置的接線。在轉換過程中，當原始保護配置保持不變時，將優化操作循環。
4.選擇新的全面保護測量和控制設備
新的集成保護測量和控制設備應集成控制，保護，故障波記錄，測量，信號警報，開關量攝取和通信功能。以三階段的非方向電流保護為核心，它配備了線路參數的監視和收集功能，並且可以通過通信端口將測量數據和保護信息上傳到功率監控系統，以促進分佈網絡的自動化。根據水力發電站的10KV植物保護裝置轉換項目的國家供應商的公開招標結果，AM5SE系列測量和控制裝置由Acrel Co.，Ltd。生產。根據10KV工廠電源總線的不同負載特性，AM5SE-F線保護測量和控制設備，AM5SE-T變壓器保護監控和控制設備，AM5SE-M電動機保護測量和控制裝置，AM5SE-B自我控制測量和控制設備，PT AM5SE-AM5SE-UB PT監控設備，每種模型的保護功能：
| 圖片 | 模型 | 保護功能 |
| | AM5SE-F 線保護測量和控制裝置 | Three-stage over current protection (can be closed by low pressure, can be protected in direction), reverse time limit over current protection (can be protected by low pressure closed W, two-stage zero order 101 over current / reverse time limit over current protection, two-stage zero order 1. 2 Current / reverse time over current protection, reclosing, accelerated over current protection (by low voltage closure), overload alarm, overload trip, pressure loss trip, pressure loss alarm, over voltage保護，零訂單超過電壓保護，反向功率保護，降低頻率負載 /高頻保護（按滑動差），PT斷路警報，控制斷路警報，FC循環，具有電流鎖定功能，非功率保護，CT斷開警報和檢查 |
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| AM5SE-T 配電保護測量和控制裝置 | Three-stage over current protection (can be completed by composite voltage closure), reverse time limit over current protection (can be completed by composite voltage lock), two-stage zero order 101 over current protection, two-stage zero order 102 over current protection, zero order reverse time limit over current protection, overload alarm, overload trip, PT break alarm, control circuit break alarm, non-power protection, CT break alarm, FC loop with over current lock function |
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| AM5SE-B 自預測保護和控制裝置 | Three section over current protection (by composite voltage locking, with direction locking), reverse time over current protection (by composite voltage locking), accelerated over current protection (by composite voltage locking), standby function (support 11 kinds of power supply system), PT break alarm, control circuit break alarm, bus charging protection, reclosing, overload coupling / alarm, two section zero order over current protection, zero sequence acceleration over current protection,檢查同期 |
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| AM5SE-M 電動機保護和控制裝置 | Current protection (startup, running), current two stage protection, reverse time protection, two stage negative sequence protection, negative order reverse time limit protection, two stage zero order over current protection, hot overload, overload protection, overload alarm, overload trip, blocking protection, long start time, non-power protection, PT break alarm, control circuit break alarm, low voltage protection, zero order over voltage alarm, FC loop with over current lock function, voltage imbalance protection, phase sequence保護，電壓相保護，電壓保護 |
除上述保護功能外，每個微型計算機保護測量和控制設備都具有RS485通信接口，實現與電源監控系統的通信，實現獨立的操作電路監控功能，實現開關狀態，並且開關電路監視更加完整；內置的HOP功能，用戶可以選擇是否投資。新配置的微型計算機保護測量和控制設備AM5SE系列保護功能富含，每個菜單都可以用中文或英語自由設置，有利於操作和維護。
5. 10kV工廠的設計
新配置的AM5SE系列計算機集成保護測量和控制設備和圖紙由Acrel Co.，Ltd設計。次級電路的示意圖必須基於原始的10kV高壓櫃輔助圖。終端行佈局基於圖紙設計，圖紙設計必須滿足相關法規的要求。對於具有相同負載性質的繪圖設計，端子號和行號高度均勻，並且具有某些規則。繪圖設計的準確性決定了施工和調試是否順利，並且在操作後安全生產。
6.10kV輔助保護轉換過程
6 10kV工廠的功率保護和轉型過程10kV工廠必須符合施工條件：詳細的施工計劃和圖紙；設備經理應完成新設備的接受；建設人員完成安全教育；以及完整的工具和材料。嚴格按照計劃和圖紙進行施工，以確保每個鏈接的平穩完成。 6.1 10kV植物保護硬件轉換10KV工廠的翻新構造主要具有三個鏈接：開關櫃中終端行的更換，拆卸舊的綜合保護測量和控制設備，以及新的綜合保護設備的安裝和裝配線和電纜佈置。 6.1.1。更換端子行終端更換需要一一替換以替換一個終端；禁止同時更換兩個或多個終端，以防止錯誤連接，導致錯誤，僅在開關櫃中替換端子行，並有效防止誤差； AC電源，直流電源，跳閘電路，添加隔離的信號電路應隔離，以防止端子之間的短連接在不放鬆的情況下按下。要替換端子行，以確保原始的循環端子和線路編號保持不變，並且可以平穩地進行接線和線路檢查工作的下一步。 6.1.2根據施工計劃和圖紙拆除舊的綜合保護測量和控制裝置，刪除要廢除的組件，包括舊的集成保護測量和控制設備，開關設備中的中間後繼，電壓雷片，時間繼電器，時間繼電器和其他組件以及其他相關的輔助電纜。拆卸時，請注意以防止對組件的人為損害，並錯誤地卸下有用的次要電纜。組織和廢除組件並分類，指定本地存儲，以防止工作現場混亂，建築工地應滿足6S要求。 6.1.3由於新的和舊的綜合保護測量和控制設備的不同尺寸，安裝和裝配線以及電纜佈置的全面保護測量和控制設備，開關櫃面板上安裝窗口的尺寸不符合新的綜合保護測量和控制設備的大小。開關櫃面板上的安裝窗口必須切割並擴展，以安裝新的綜合保護測量和控制設備，並在切割時防止刮擦面板。連接到新設備的電纜應為新電纜，應卸下所有未使用的電纜，以防止存在寄生電路。接線應嚴格按照設計圖進行，以防止洩漏，錯誤連接和失誤。新設備的電纜接線應保持整潔，統一，合理的佈線，方便檢查和維護。 6.2功率保護和10 K V植物保護和調試的調試主要分為四個鏈接：次級環線檢查，環路功能驗證，保護設備的靜態調試和傳輸測試。根據施工圖仔細檢查每個終端和每個行號。專注於檢查CT二級電路，而無需開路，PT二級電路，極性和接線應該正確；檢查遙測，遠程通信，遙控接線應該正確；在沒有短路的情況下檢查直流控制電路，地面電路LN之間沒有短路；測量DC控制電路絕緣電阻滿足要求（1000V）；測量電力的AC / DC電路。值得注意的是，由於外包單元不熟悉工廠的二級電路，因此在轉換過程中很容易錯過和錯誤連接。
AC電壓和直流控制迴路已啟動以驗證每個環的功能。檢查遙測，遠程信號和遙控信號是否正確，儀表，指示燈，照明和加熱器電路是正常的；開關主體的反跳躍功能是正確的。控制循環上的電源，以進一步驗證每個循環的接線是否正確。
保護設備的靜態調試是進行設備的採樣檢查，固定值的上傳和檢查以及設備的功能檢查。檢查線保護設備AM5SE-F，變壓器保護設備AM5SE-T，電機保護設備AM5SE-M，備用自切換設備AM5SE-B，以及通過將電流應用於CT次級側並將電壓類似物應用於PT機櫃端子。正確顯示了設備AM5SE-UB，電壓表，電流表和監視系統，並且對AC電壓和AC電流環的相位序列和相位進行了驗證是正確的。根據固定值單對保護設備設置固定值並進行檢查以確保固定值正確。保護功能檢查是為了驗證AM5SE系列微型計算機保護測量和控制裝置的操作邏輯和操作時間的正確性，通過添加模擬數量，沒有拒絕和故障，並且動作時間應滿足要求。保護設備的靜態調試可確保保護設備對故障的敏感性響應，並可靠，快速地發送警報信號和行程說明。
綜合保護測量和控制設備與功率監控系統之間的數據連接是正確的，並且可以在後台實時收集操作狀態，設置值，事件記錄以及保護設備上的其他信息。保護設備連接到背景，從而改善了繼電器保護系統的管理和故障信息處理的自動化水平。
傳輸測試是為了模擬保護設備收集的故障量，保護設備應退出行程開關，以驗證設備保護邏輯，行程電路和信號電路的正確性；並驗證可以通過主機計算機的操作正確打開和遠程打開開關。應為每組保護設備進行完整的傳輸測試，以確保每個開關機櫃保護設備的保護邏輯，保護出口絆倒，遙控開關和關閉開關以及正確的信號指示。
6.3轉換和優化中遇到的問題
在完成新的綜合保護測量和控制裝置的轉換後，在傳輸測試期間，發現開關只能關閉一次。如果再次關閉，則只能在重新啟動控制電源後關閉。通過分析，發現斷路器的閉合線圈中沒有通常的閉合點。由於在保護設備中設置了關閉繼電器，以確保斷路器可以可靠地關閉，因此此時，由於斷路器的關閉線圈中沒有封閉的線圈，因此在關閉後，如果沒有斷點，則無法釋放關閉和持有的能量，因此無法釋放，因此需要重新啟動並在下一個關閉的關閉中釋放關閉和關閉的關閉。經過多次與斷路器製造商和水力發電站的相關人員進行溝通後，在關閉線圈之前，一組正常閉合點連接在一起，從而解決了上述問題。以AM5SE-T變壓器保護測量和控制裝置為例，水力發電站重建的開口和關閉電路的次要圖如圖2所示。
圖2 AM5SE-T拆分電路的二次圖
7. 10kV電力監測系統的轉換
為了實時監視整個配電室的操作和數據收集，配置了一組ACREL-2000Z功率監控系統，用於水力發電站，以將MicroComputer Protection數據上傳到功率監控系統上，以實現10KV變電站的電源監視和管理，並提高自動管理水平。它的主要功能可以實現如下：實時監視，電動參數查詢，操作報告，實時警報，歷史事件查詢，電源統計報告，用戶權利管理，網絡拓撲，電源質量監控，遙控功能，通信管理，故障記錄波，事故召回，曲線查詢，曲線查詢，曲線查詢，Web訪問，訪問。
8.結論
水力發電站中10KV電源保護設備的轉換解決了問題，例如電子組件的嚴重老化，低自動化水平，不友好的人機接口和軟件以及艱難的維護工作。 AM5SE系列微型計算機保護和控制裝置的替換更具功能性和人性化，設備液晶更直觀的顯示電壓，當前採樣量和各種事件記錄；調試軟件功能功能強大，易於操作，易於掌握，友好的軟件接口；操作電路具有監視開關開關和控制電路斷開連接的功能；設備面板指示燈直接顯示開關跳轉位置和關閉狀態，用於操作和維護人員更直觀。配置的AM5SE-M電動機保護測量和控制設備添加了電動機的啟動 /運行狀態識別，並配備了啟動部分，運行該部分，運行兩個部分和其他保護功能，求解電動機啟動電流很大，易於引起錯誤的跳躍問題；保護設備配備了RS485通信接口，通信接口通過“手動”連接在保護設備之間，數據將傳遞到Acrel-2000Z功率監控系統，方便查看保護信息和故障信息管理。由於已經進行了新的綜合保護測量和控制裝置的轉換，因此設備一直處於正常運行狀態。新的綜合保護設備的應用具有豐富的保護功能，友好的操作接口以及方便的操作和維護，從而改善了水力發電站工廠的可靠操作，並確保了該工廠的安全性和穩定生產，這顯然具有重要意義。
發佈時間：10月31日至2022年
