關(guān)鍵詞：35kV變電站；綜合自動化；微機(jī)保護(hù)；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(kuò)建升級，生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，廠區(qū)用電負(fù)荷顯著增加。新材料生產(chǎn)設(shè)備對供電容量、電能質(zhì)量、供電安全性及系統(tǒng)穩(wěn)定性均提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。原有供電設(shè)施已難以匹配當(dāng)前生產(chǎn)需求，存在供電承載力不足、智能化水平偏低、設(shè)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(shè)完shan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(yuǎn)發(fā)展夯實電力基礎(chǔ)

1. 項目概括

1.1. 項目背景

在城市擴(kuò)容與產(chǎn)業(yè)升級的雙重驅(qū)動下，區(qū)域用電負(fù)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(shè)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、高安全、智能化的運行標(biāo)準(zhǔn)[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(bǔ)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(shù)，集成微機(jī)保護(hù)、無線在線測溫、智能操作控制等智能化設(shè)備，構(gòu)建集安全防護(hù)、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(shè)模式有效推動傳統(tǒng)人工值守變電站向數(shù)字化、少人值守、主動預(yù)警的智慧運維模式轉(zhuǎn)型，顯著提升變電站故障應(yīng)急處置能力、設(shè)備隱患精細(xì)化管控水平，可為區(qū)域工商業(yè)安全生產(chǎn)與電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供堅實技術(shù)支撐。

1.2. 建設(shè)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變電站可有效滿足企業(yè)生產(chǎn)擴(kuò)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(gòu)，提升供電容量與供電質(zhì)量，降低線路損耗與停電風(fēng)險，保障生產(chǎn)線、設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運行，為工廠安全生產(chǎn)提供可靠的電力支撐。

1.3. 項目建設(shè)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(shè)范圍涵蓋一次設(shè)備系統(tǒng)、二次綜合自動化系統(tǒng)全套設(shè)計、設(shè)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(kuò)建后的大容量、高穩(wěn)定、高安全用電需求。

一、一次系統(tǒng)建設(shè)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(guān)、斷路器、互感器、接地系統(tǒng)、避雷器、電纜敷設(shè)及配套構(gòu)架、基礎(chǔ)土建等相關(guān)設(shè)施。通過全新搭建高壓一次主回路系統(tǒng)，完shan廠區(qū)高壓供電架構(gòu)，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(chǔ)。

二、二次系統(tǒng)建設(shè)范圍

二次系統(tǒng)采用分層分布式綜合自動化架構(gòu)，主要建設(shè)內(nèi)容包含：全站微機(jī)保護(hù)測控裝置，實現(xiàn)進(jìn)線、主變、母線、出線的全程監(jiān)測、故障保護(hù)與快速隔離；部署高壓設(shè)備無線測溫系統(tǒng)，對柜內(nèi)觸頭、母線接頭、電纜終端等關(guān)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(fēng)險。同時配套建設(shè)站控監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、遠(yuǎn)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(shè)備可視、可控、可監(jiān)測、可追溯，達(dá)成變電站智能化、少人值守、安全穩(wěn)定運行的建設(shè)目標(biāo)。

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(shè)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(bǔ)償、接地消弧等負(fù)荷回路，分段結(jié)構(gòu)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(gòu)，配置監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)、智能操控、無線測溫及遠(yuǎn)動通訊設(shè)備，構(gòu)建集保護(hù)、監(jiān)控、操作、狀態(tài)監(jiān)測與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳于一體的綜合自動化體系，實現(xiàn)全站設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控、故障快速切除、操作安全閉鎖、關(guān)鍵部位在線測溫及調(diào)度數(shù)據(jù)雙向交互，提升變電站安全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?fù)鋱D

2.2. 微機(jī)保護(hù)

微機(jī)保護(hù)裝置按間隔配置，覆蓋全站35kV/10kV電壓等級設(shè)備，包含線路保護(hù)AM5SE-F、兩圈變差動保護(hù)AM5SE-D2、非電量保護(hù)裝置AM5SE-FD、光纖差動保護(hù)AM6-LD、主變后備保護(hù)AM5SE-TB及備用電源自動投入AM5SE-B等保護(hù)裝置。裝置采用成熟的微機(jī)保護(hù)技術(shù)，多款保護(hù)裝置配合使用可實現(xiàn)故障速斷、過流保護(hù)、過壓/欠壓保護(hù)、零序保護(hù)及非電量保護(hù)等多維度防護(hù)，故障發(fā)生時能快速切除故障回路，有效隔離故障點，防止事故擴(kuò)大，保障設(shè)備與電網(wǎng)安全穩(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(guān)柜綜合測控裝置安裝在開關(guān)柜中。具有一次回路模擬圖及開關(guān)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(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫，人體感應(yīng)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(guān)柜觸頭、母線接頭、電纜終端等關(guān)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(yù)警功能，可提前識別設(shè)備過熱隱患，避免因接觸不良、過載等引發(fā)的設(shè)備故障，提升設(shè)備隱患精細(xì)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(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)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(shè)備狀態(tài)進(jìn)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(dāng)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(shè)備節(jié)點溫度、負(fù)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xian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(shè)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(guān)聯(lián)分析）；曲線可導(dǎo)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(jié)語

35kV變電站工程結(jié)合廠區(qū)生產(chǎn)擴(kuò)容實際需求，完成二次綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)。站內(nèi)配置的監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、智能操控、無線測溫及遠(yuǎn)動通訊等設(shè)備協(xié)同運行，形成完整的智能供電管控體系。項目投用后，可有效提升供電容量與電能質(zhì)量，強(qiáng)化設(shè)備安全防護(hù)、故障處置及遠(yuǎn)程運維能力，解決現(xiàn)有供電短板。整套系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全可靠，能夠長期滿足新材料生產(chǎn)線高標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)

[1] 馬登秀,馬濤,孫海文.智能變電站的自動化調(diào)試技術(shù)分析[J].集成電路應(yīng)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(shè)計[J].自動化應(yīng)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(gòu)建與實施[J].農(nóng)村電氣化,2024(09):45-47.