安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)

在合肥某新材料公司35kV綜合自動化項目中的應用分析

技術人員張俊杰18706165090

摘 要：為隨著企業(yè)的業(yè)務拓展，合肥某新材料公司新建35kV變電站綜合自動化項目順利建成投運。項目配置微機保護裝置、無線測溫裝置及智能操作裝置，搭建一體化智能管控體系。通過微機保護系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)故障快速判別、準確隔離與可靠防護，依托無線測溫技術對柜內(nèi)接頭、母線等關鍵點位實時在線監(jiān)測、超溫預警，搭配智能操作裝置完成標準化五防閉鎖與自動化倒閘操作。項目**規(guī)避設備發(fā)熱隱患與人工操作風險，大幅降低運維壓力，推動變電站實現(xiàn)**可控、可視可管的智慧運行模式。

關鍵詞：35kV變電站；綜合自動化；微機保護；無線測溫；智能操作；智能運維；

0.       引言

隨著合肥本地產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，本企業(yè)生產(chǎn)線完成擴建升級，生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴大，廠區(qū)用電負荷顯著增加。新材料生產(chǎn)設備對供電容量、電能質(zhì)量、供電**性及系統(tǒng)穩(wěn)定性均提出了更高標準。原有供電設施已難以匹配當前生產(chǎn)需求，存在供電承載力不足、智能化水平偏低、設備隱患管控薄弱等問題。為改善廠區(qū)用電條件，保障生產(chǎn)線連續(xù)穩(wěn)定運行，企業(yè)規(guī)劃新建35kV專用變電站。本工程同步配套建設完善的智能化二次綜合自動化系統(tǒng)，提升供電保障能力與運維水平，為企業(yè)長遠發(fā)展夯實電力基礎

1.       項目概括

1.1.     項目背景

在城市擴容與產(chǎn)業(yè)升級的雙重驅(qū)動下，區(qū)域用電負荷呈持續(xù)增長態(tài)勢，傳統(tǒng)變電站自動化程度偏低、運維模式滯后、設備隱患排查能力不足等問題逐步凸顯，難以適配現(xiàn)代化電網(wǎng)高可靠、高**、智能化的運行標準[1]。隨著工商業(yè)生產(chǎn)對電能質(zhì)量與供電穩(wěn)定性要求不斷提升，老舊供電網(wǎng)架承載力不足、故障處置被動、人工運維效率低下等短板愈發(fā)突出，亟須通過智能化改造補齊電網(wǎng)供電保障短板[2]。基于此，本次合肥35kV變電站工程依托成熟的電力綜合自動化技術，集成微機保護、無線在線測溫、智能操作控制等智能化設備，構建集**防護、狀態(tài)監(jiān)測、智能操控于一體的新型變電站運行體系[3]。該建設模式**推動傳統(tǒng)人工值守變電站向數(shù)字化、少人值守、主動預警的智慧運維模式轉(zhuǎn)型，顯著提升變電站故障應急處置能力、設備隱患精細化管控水平，可為區(qū)域工商業(yè)**生產(chǎn)與電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供堅實技術支撐。

1.2.     建設目的與意義

項目為某新材料公司新建35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)，廠區(qū)新建35kV變電站可**滿足企業(yè)生產(chǎn)擴容用電需求，替代原有低壓供電模式，解決外網(wǎng)供電不穩(wěn)定、線路重載、電壓偏低等問題。通過優(yōu)化廠區(qū)供電架構，提升供電容量與供電質(zhì)量，降低線路損耗與停電風險，保障生產(chǎn)線、設備持續(xù)穩(wěn)定運行，為工廠**生產(chǎn)提供可靠的電力支撐。

1.3.     項目建設范圍

本項目為合肥某新材料廠區(qū)新建35kV專用變電站工程，建設范圍涵蓋一次設備系統(tǒng)、二次綜合自動化系統(tǒng)全套設計、設備供貨、安裝施工、調(diào)試聯(lián)調(diào)及驗收交付工作，滿足企業(yè)生產(chǎn)線擴建后的大容量、高穩(wěn)定、高**用電需求。

一、一次系統(tǒng)建設范圍

主要包含35kV高壓配電裝置、主變壓器、高低壓母線、隔離開關、斷路器、互感器、接地系統(tǒng)、避雷器、電纜敷設及配套構架、基礎土建等相關設施。通過全新搭建高壓一次主回路系統(tǒng)，完善廠區(qū)高壓供電架構，提升變電站整體供電容量、載流能力及絕緣耐壓水平，從硬件層面解決原有供電容量不足、壓降不穩(wěn)、線路承載力有限等問題，保障廠區(qū)連續(xù)生產(chǎn)供電基礎。

二、二次系統(tǒng)建設范圍

二次系統(tǒng)采用分層分布式綜合自動化架構，主要建設內(nèi)容包含：全站微機保護測控裝置，實現(xiàn)進線、主變、母線、出線的全程監(jiān)測、故障保護與快速隔離；部署高壓設備無線測溫系統(tǒng)，對柜內(nèi)觸頭、母線接頭、電纜終端等關鍵部位實時在線測溫、超溫告警；配置智能操作裝置及電氣五防閉鎖系統(tǒng)，規(guī)范倒閘操作流程，杜絕誤操作風險。同時配套建設站控監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、遠動傳輸、電源系統(tǒng)、后臺組態(tài)、邏輯調(diào)試及數(shù)據(jù)對接功能，實現(xiàn)全站設備可視、可控、可監(jiān)測、可追溯，達成變電站智能化、少人值守、**穩(wěn)定運行的建設目標。

1.4.     項目一次圖紙

本期項目35kV母線采用單母線分段配電方案，設置兩臺35/10kV主變作為降壓核心，兩路主變降壓后分別接入兩段10kV母線；10kV側(cè)同樣采用單母線分段配電模式，兩段母線統(tǒng)籌覆蓋廠區(qū)動力出線、站用電、無功補償、接地消弧等負荷回路，分段結構可實現(xiàn)故障隔離與分段檢修，供電可靠性更高。

圖1項目一次圖紙

2.       Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)解決方案

2.1.     方案綜述

本項目二次系統(tǒng)采用分層分布式架構，配置監(jiān)控系統(tǒng)、微機保護、智能操控、無線測溫及遠動通訊設備，構建集保護、監(jiān)控、操作、狀態(tài)監(jiān)測與數(shù)據(jù)遠傳于一體的綜合自動化體系，實現(xiàn)全站設備運行狀態(tài)實時監(jiān)控、故障快速切除、操作**閉鎖、關鍵部位在線測溫及調(diào)度數(shù)據(jù)雙向交互，提升變電站**運行與精益運維水平，為廠區(qū)穩(wěn)定供電提供可靠支撐

圖2項目拓撲圖

2.2.     微機保護

微機保護裝置按間隔配置，覆蓋全站35kV/10kV電壓等級設備，包含線路保護AM5SE-F、兩圈變差動保護AM5SE-D2、非電量保護裝置AM5SE-FD、光纖差動保護AM6-LD、主變后備保護AM5SE-TB及備用電源自動投入AM5SE-B等保護裝置。裝置采用成熟的微機保護技術，多款保護裝置配合使用可實現(xiàn)故障速斷、過流保護、過壓/欠壓保護、零序保護及非電量保護等多維度防護，故障發(fā)生時能快速切除故障回路，**隔離故障點，防止事故擴大，保障設備與電網(wǎng)**穩(wěn)定運行。

2.3.     智能操控及無線測溫裝置

智能操控裝置ASD320開關柜綜合測控裝置安裝在開關柜中。具有一次回路模擬圖及開關狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，自動溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫，人體感應自動照明，語音提示，電參數(shù)測量及RS485通訊接口等眾多功能，集操作、顯示于一體。

無線測溫裝置ATE400針對高壓開關柜觸頭、母線接頭、電纜終端等關鍵發(fā)熱點位部署，采用無源無線傳感器實現(xiàn)24小時在線溫度監(jiān)測，數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。裝置支持超溫分級告警、溫度趨勢分析及異常預警功能，可提前識別設備過熱隱患，避免因接觸**、過載等引發(fā)的設備故障，提升設備隱患精細化管控水平。

3.       Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)系統(tǒng)功能

3.1.     實時監(jiān)測

Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。

圖3項目一次界面

3.2.     曲線功能

Acrel-1000監(jiān)控系統(tǒng)曲線功能，分為實時曲線與歷史曲線，可對電力參數(shù)與設備狀態(tài)進行直觀趨勢監(jiān)視與回溯分析，為運行優(yōu)化、故障排查和電能質(zhì)量管理提供可視化支撐。

3.2.1.      實時曲線

實時曲線用于當前運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)視，系統(tǒng)按秒級/分鐘級采集頻率，將現(xiàn)場電參量與溫度等模擬量以連續(xù)曲線形式實時刷新展示。

監(jiān)測內(nèi)容：三相電壓、三相電流、有功/無功功率、功率因數(shù)、頻率、設備節(jié)點溫度、負荷曲線等。

核心特點：多參數(shù)同屏對比、曲線顏色可配置、支持縮放與平移；越限時曲線高亮提示，便于及時發(fā)現(xiàn)過載、過壓/欠壓、功率因數(shù)偏低等異常。

圖4實時曲線界面

3.2.2.      歷史曲線

歷史曲線用于過去時段數(shù)據(jù)的回溯與分析，系統(tǒng)將長期存儲的歷史數(shù)據(jù)按時間軸還原為曲線，支持自定義時間段查詢與統(tǒng)計分析。

查詢能力：可按日/月/年或自定義起止時間，調(diào)取任意回路/設備的歷史曲線，數(shù)據(jù)精度保留原始采集分辨率。

分析功能：自動統(tǒng)計時間段Max/Min值及發(fā)生時刻、平均值，支持多曲線疊加對比（如三相電流對比、功率與溫度關聯(lián)分析）；曲線可導出、打印，用于報表與故障追溯。

圖5歷史曲線

4.       項目現(xiàn)場

圖6現(xiàn)場組屏1

圖7現(xiàn)場組屏2

圖8現(xiàn)場組屏3

圖9現(xiàn)場就地安裝圖

5.       結語

35kV變電站工程結合廠區(qū)生產(chǎn)擴容實際需求，完成二次綜合自動化系統(tǒng)建設。站內(nèi)配置的監(jiān)控、微機保護、智能操控、無線測溫及遠動通訊等設備協(xié)同運行，形成完整的智能供電管控體系。項目投用后，可**提升供電容量與電能質(zhì)量，強化設備**防護、故障處置及遠程運維能力，解決現(xiàn)有供電短板。整套系統(tǒng)運行穩(wěn)定、**可靠，能夠長期滿足新材料生產(chǎn)線高標準用電要求，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營平穩(wěn)開展筑牢電力根基。

參考文獻

[1] 馬登秀,馬濤,孫海文.智能變電站的自動化調(diào)試技術分析[J].集成電路應用,2023,40(05):348-349.

[2] 陳勇.基于Acrel-1000的35 kV智能變電站綜合自動化系統(tǒng)設計[J].自動化應用,2022(12):132-134.

[3] 李俊,馬琪媛,鄭勇,等.輸變電智能巡檢體系的構建與實施[J].農(nóng)村電氣化,2024(09):45-47.

作者介紹：

馬盛，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究變電站綜合自動化解決方案、分布式光伏監(jiān)控解決方案。

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