安科瑞AM系列微機保護裝置在35kV供配電系統(tǒng)中的應用

1、引言

電力在現(xiàn)實社會的各個方面都起著很大的作用，假如沒有電力，社會生活和生產就不能正常進行。基于電力在社會中具有的重要性，對電力的維護就顯得十分重要。繼電保護，則是電力系統(tǒng)能否正常工作的關鍵所在。繼電保護裝置是實現(xiàn)繼電保護的基本條件，要實現(xiàn)繼電保護的作用，就要具備有科學**、行之有效的繼電保護裝置，所謂“工欲善其事，必先利其器”，有了設備的支持，才真正具備了維護電力系統(tǒng)的能力。

繼電保護裝置主要用在當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，利用保護裝置將故障部分從電力系統(tǒng)中迅速切除，當發(fā)生異常時，及時發(fā)出信號，從而縮小故障范圍，減少故障損失，保證系統(tǒng)安全運行。

安科瑞針對電力供配電系統(tǒng)不同的饋線類型，提供簡易型、經濟型、**型三類保護裝置共六大系列微機保護裝置，分別是AM2、AM3、AM4、AM5、AM5SE和AM6，實現(xiàn)35kV及以下供配電系統(tǒng)的線路保護、變壓器保護、電動機保護、電容器保護、母聯(lián)/進線備自投等保護功能，為供配電系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行提供保障。
2、AM5系列微機保護裝置在上海蜜果1.2279MW屋頂分布式光伏發(fā)電項目的應用

圖1

本工程共有一路光伏接入柜、一路光伏進線柜至TR變壓器，針對本項目的保護功能要求，分別配置了AM5-F線路保護裝置和AM5-T變壓器保護裝置，具體功能如下。

線路保護裝置主要裝設在光伏接入柜上，我司的AM5-F線路保護裝置配置的主要保護有：三段式過流/反時限過流保護（可經低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、兩段式零序過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護（可經低電壓閉鎖）、過負荷保護、失壓保護、高頻保護、逆功率保護、PT短線告警、控故障告警等。

1）重合閘

我司AM5-F線路保護裝置重合閘功能主要有三個作用：

● 在線路發(fā)生暫時性故障時，迅速恢復供電，從而提高供電可靠性。
● 對于有雙側電源的高電壓輸電線路，可以提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。

● 可以糾正由于斷路器機構不良，或繼電器誤動作引起的誤跳閘。

2）逆功率保護

逆功率保護是不可逆并網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，大多數(shù)小型光伏電站接入電壓等級為0.4kV的低壓電網(wǎng)，基本為用戶側自備式電源系統(tǒng)，自發(fā)自用，不向中壓電網(wǎng)或高壓電網(wǎng)饋電。因此，逆功率保護功能成為有效防止光伏系統(tǒng)向電網(wǎng)饋電，保證電網(wǎng)品質的重要手段。我司的逆功率保護功能是這樣實現(xiàn)的：當檢測到回路有逆向電流流過且逆向功率值超過設定值時，裝置經可設置延時發(fā)出逆功率跳閘命令，停止送電。

3）三段式過流保護（可經低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）

當任一相電流大于定值，經延時，裝置跳閘。

三段過流保護由過流一段（瞬時速斷）保護、過流二段、過流三段構成，均由獨立控制字選擇投退，是否需經低電壓閉鎖與是否帶方向閉鎖也可由相應控制字選擇。
● 經低電壓閉鎖

由于過流保護的動作電流是按躲過***大負荷電流整定的，為了提高過流保護在發(fā)生故障時的靈敏度和改善躲過***大負荷電流的條件，需在過流保護中加低電壓閉鎖條件。當選擇經低電壓閉鎖啟動過流保護：當三個線電壓中***小的線電壓小于低壓定值且大于低壓閾值時，開放過流保護出口。若低電壓閉鎖條件退出，則過流保護不需要考慮電壓條件。

● 帶方向閉鎖

圖2  相間方向元件動作區(qū)示意圖

變壓器保護裝置主要是裝設在光伏進線柜上，對于不同容量的變壓器，所需配置的保護功能也不一樣。我司對于容量為2000kVA及以下的變壓器配置的AM5-T變壓器保護裝置具有的功能有：三段式過流保護（可經復合電壓閉鎖）、兩段式零序過流保護、瓦斯保護、溫度保護、過負荷保護等功能。

1）瓦斯保護

瓦斯保護主要為變壓器內部故障時的主保護。當變壓器發(fā)生故障時，由于發(fā)熱或短路點電弧燃燒等原因，導致變壓器油體積膨脹，產生壓力，并產生或分解出氣體，導致油流沖向油枕，油面下降而使瓦斯繼電器觸點接通，作用于斷路器跳閘，這種保護就是瓦斯保護。瓦斯保護的范圍主要有以下五點：

● 變壓器內部多相短路故障

● 匝間短路、匝間與鐵芯或外部短路

● 鐵芯故障

● 油位下降或漏油

● 分接頭開關接觸不良或導線焊接不良等

2）溫度保護

變壓器保護裝置通常設有超溫跳閘和高溫告警兩種溫度保護，當變壓器溫度過高時，裝置發(fā)出跳閘或者告警命令。

3）三段式過流保護（可經復合電壓閉鎖）

本保護反應相間短路故障，作為變壓器和相鄰元件的后備保護。設有過流一段（瞬時速斷）、過流二段、過流三段過流保護。三段保護可獨立設置時限，由獨立的控制字實現(xiàn)功能投退。

當任一相電流大于定值，經延時，裝置跳閘。

為了防止變壓器過載引起保護測控裝置誤動作，可在過流保護中加復合電壓閉鎖條件，該條件可由相應控制字選擇投退。當選擇經復合電壓閉鎖啟動過流保護時：當三個線電壓中***小的線電壓小于低壓定值且大于低壓閾值或者負序電壓3U2大于復合電壓負序定值時，開放過流保護出口，若復合電壓閉鎖條件退出，則過流保護不需考慮電壓條件。

3、AM5SE系列微機保護裝置在某花園E地塊商業(yè)配電房變配電工程的應用

本項目一臺35kV站有一臺35/10kV主變壓器，容量為2000kVA，如圖3所示變壓器系統(tǒng)圖；10kV站為單進線兩路變壓器饋線系統(tǒng)，如圖4所示。

1）主變保護保護

對于容量為2000kVA及以上的變壓器保護裝置還需額外配有差動保護功能，如我司的AM5SE-D2差動保護裝置。

差動保護主要用在2000kVA及以上容量的變壓器，為變壓器及其系統(tǒng)的主保護，是按循環(huán)電流原理裝設的。主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。除此之外，其主要還裝設在35kV及以上電壓等級對變壓器進行差動保護，另外，還需配置我司的AM5SE-TB后備保護裝置搭配使用,如圖3。

2）進線/變壓器出線保護

對于10kV進線柜和小容量的變壓器饋線柜，如圖4，可配置我司的AM5SE-F線路保護裝置和AM5SE-T配電變壓器保護裝置。AM5SE系列微機保護裝置相較于AM5系列更**、資源更豐富，其除了AM5所有的功能之外，還有獨立的操作回路（0.5-5 A電流自適應）、兩路以太網(wǎng)接口（可選）、USB接口、兩路4-20mA直流模擬量（可選）

4、結論

綜上所述，繼電保護裝置對電力系統(tǒng)運行中的不正常情況能夠起到保護作用，由于每種保護功能的保護范圍不一樣，因此，針對不同的開關柜類型需要配置不同的保護裝置，于此，可選用我司的AM5系列微機保護裝置，其包含了線路保護、主變保護、配電變保護、電動機保護、電容器保護、母聯(lián)/進線備自投保護、PT監(jiān)測、PT并列裝置，該系列應用較廣，應用資源也較為豐富。