港口變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)
| 1 工程概述 本工程為華東******型煤炭中轉(zhuǎn)基地，年設(shè)計(jì)吞吐量為3000萬(wàn)噸，在能源戰(zhàn)略安全地位及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展上起著舉足輕重的作用。該工程范圍包括：卸船碼頭2個(gè)泊位、皮帶機(jī)平臺(tái)及轉(zhuǎn)運(yùn)樓、輔助用房；裝船碼頭3個(gè)泊位、皮帶機(jī)平臺(tái)及轉(zhuǎn)運(yùn)樓、輔助用房；棧橋、海堤工程；陸域大型露天煤炭堆場(chǎng)，煤炭******堆存設(shè)計(jì)容量為310萬(wàn)噸。工程?hào)|西向約有1.5公里，南北向約有2公里，按照負(fù)荷分布，全港區(qū)設(shè)置一個(gè)35kV總變電站和五個(gè)6kV分變電所。35kV總變電站與1#分變電所合建。1#變負(fù)責(zé)后方生產(chǎn)和生活配套設(shè)置的供電以及部分堆場(chǎng)工藝設(shè)備和照明供電，2#、3#分變電所負(fù)責(zé)部分堆場(chǎng)工藝設(shè)備和照明供電，4#、5#分別負(fù)責(zé)裝船和卸船碼頭工藝設(shè)備、配套設(shè)施和照明的供電。在每個(gè)變電所均設(shè)置電力監(jiān)控分站，1#分站與35kV總監(jiān)控站合建。本工程大部分負(fù)載主要為卸船機(jī)、裝船機(jī)、堆取料機(jī)、皮帶機(jī)，均為6kV供電。 2 變配電所監(jiān)控系統(tǒng) 本工程35kV變配電站和6kV分變電所采用計(jì)算機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)，0.4kV配電裝置進(jìn)線(xiàn)及重要的出線(xiàn)回路設(shè)置電力檢測(cè)。在各分變電所設(shè)置操作計(jì)算機(jī)，可以就地監(jiān)控本地變電所，但是平時(shí)實(shí)行無(wú)人化管理，僅在35kV總變配電站二樓設(shè)全港區(qū)電力監(jiān)控室，設(shè)置一臺(tái)管理計(jì)算機(jī)和二臺(tái)中央監(jiān)控操作計(jì)算機(jī)，用于操作和監(jiān)視5個(gè)分變配電所設(shè)備的運(yùn)行情況，采集整理各變電所的運(yùn)行參數(shù)。5個(gè)變電所之間的通信，通過(guò)單模光纖以太環(huán)網(wǎng)傳輸信號(hào)。 為了系統(tǒng)獨(dú)立不相互影響，本工程電力監(jiān)控系統(tǒng)與港區(qū)生產(chǎn)管理和控制系統(tǒng)相互獨(dú)立，但電力監(jiān)控系統(tǒng)與中央控制室的生產(chǎn)管理和控制系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)通道，可以在中央控制室調(diào)用監(jiān)視各分變電所的運(yùn)行情況，但不得控制它。 本電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用AREVA公司（即原ALSTOM公司）的MiCOM-P系列產(chǎn)品。 3 MiCOM-P系列保護(hù)控制裝置簡(jiǎn)介 MiCOM-P系列保護(hù)控制裝置是專(zhuān)為發(fā)電廠(chǎng)和變配電站進(jìn)行成套設(shè)計(jì)的微機(jī)保護(hù)控制產(chǎn)品。該系統(tǒng)具有面向用戶(hù)的開(kāi)放式軟硬件系統(tǒng)、分布式安裝等特點(diǎn)。該系列產(chǎn)品突出解決了微機(jī)保護(hù)控制裝置在惡劣環(huán)境下（如低溫、潮濕、強(qiáng)電磁干擾、有害氣體、灰塵等）長(zhǎng)期可靠運(yùn)行問(wèn)題和常規(guī)控制、測(cè)量與信號(hào)的兼容性問(wèn)題；突出解決了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性、快速性和多種規(guī)約的兼容性問(wèn)題；也突出解決了變電站設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行的快速化、簡(jiǎn)單化、智能化和習(xí)慣化問(wèn)題。正是看中了該裝置的以上顯著優(yōu)點(diǎn)，本工程選用了MiCOM-P系列保護(hù)控制裝置。 MiCOM-P系列保護(hù)控制裝置主要特點(diǎn)為：分散式系統(tǒng)，保護(hù)裝置下放至開(kāi)關(guān)柜上，同站監(jiān)控層主機(jī)之間采用總線(xiàn)式通信網(wǎng)連接；全密封鋼結(jié)構(gòu)防震機(jī)箱；超低功耗，無(wú)須考慮散熱問(wèn)題；硬件標(biāo)準(zhǔn)化；背插式結(jié)構(gòu)；大屏幕液晶顯示；DC24V-250V開(kāi)關(guān)量輸入；接點(diǎn)容量大；可編程方案邏輯；多組獨(dú)立的保護(hù)整定值；抗干擾能力強(qiáng)；精度免調(diào)節(jié)和免維護(hù)；完整的檢測(cè)功能；故障定位（測(cè)距）；事件記錄；故障記錄；故障錄波；短路器開(kāi)合控制；跳閘回路監(jiān)視；斷路器位置狀態(tài)監(jiān)控；斷路器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控；斷路器失靈保護(hù)；PT、CT監(jiān)視；就地和遠(yuǎn)程通訊雙口；帶有IRIG-B接口；自診斷功能；密碼保護(hù)等等。 4 各站基本配置 4.1 前端工控機(jī) 在每個(gè)變電站配置一臺(tái)前端工控機(jī)來(lái)處理高低壓柜和變壓器上傳的數(shù)據(jù)，并完成規(guī)約的轉(zhuǎn)換，前端工控機(jī)采用裝置成熟的相關(guān)產(chǎn)品，并能提供相關(guān)的電力通訊協(xié)議，且在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。 前端工控機(jī)可以處理數(shù)據(jù)采集及與主站通信，運(yùn)行就地自動(dòng)控制和方便維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)中I/O點(diǎn)的數(shù)據(jù)。它可支持多個(gè)通信接口與不同的監(jiān)控設(shè)備及主站通信，每個(gè)通信接口是相互獨(dú)立的，可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？梢怨芾硐嚓P(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種（遙測(cè)、遙信、遙控）數(shù)據(jù)的上傳下達(dá)。 前端工控機(jī)除具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集中和多種通訊規(guī)約等功能外，還有獨(dú)特的配網(wǎng)自動(dòng)化高級(jí)功能軟件。完全滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化所需的饋線(xiàn)故障定位、故障隔離等要求。 前端工控機(jī)采用工控標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)由工作站或其他臺(tái)式計(jì)算機(jī)、工作站構(gòu)成的系統(tǒng)，保證了整個(gè)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。支持多通訊口，每個(gè)通訊口都可以支持多種不同的規(guī)約。 4.2 35KV和6kV電源進(jìn)線(xiàn)、電容柜出線(xiàn)、6kV出線(xiàn)、6/0.4kV變壓器保護(hù) 實(shí)現(xiàn)三相和接地保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、速斷保護(hù)等保護(hù)功能。檢測(cè)該線(xiàn)路和三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、相序、電度等數(shù)據(jù)，并可實(shí)現(xiàn)遙信、遙控等功能。進(jìn)線(xiàn)、電容柜出線(xiàn)選用P127；出線(xiàn)和6/0.4kV變壓器出線(xiàn)保護(hù)選用P122。 其保護(hù)功能如下：相過(guò)流，速斷（具有復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流功能）；接地故障；熱過(guò)載（過(guò)負(fù)荷）；斷路器故障；負(fù)序/不平衡；中性點(diǎn)電壓偏移；欠/過(guò)頻；外部保護(hù)報(bào)警和跳閘（如溫度、瓦斯等非電量保護(hù)） ；欠電壓；過(guò)電壓；負(fù)序欠電壓（P122無(wú)過(guò)壓和欠壓保護(hù)功能）。 測(cè)量功能如下：三相電流、電壓有效值；零序電流；頻率；平均和******需用相電流；有功功率，無(wú)功功率，視在功率；有功電能，無(wú)功電能，視在電能；每相故障跳閘電流；不平衡度；溫度測(cè)量。 監(jiān)控功能如下：遠(yuǎn)方分合閘；PT／CT斷線(xiàn)監(jiān)視；繼電器故障防跳；斷路器及開(kāi)關(guān)柜診斷：包括運(yùn)行時(shí)間、儲(chǔ)能時(shí)間、跳閘回路監(jiān)視；累積跳閘電流、跳閘次數(shù)等；故障錄波：支持最少記錄2個(gè)和******記錄800周波的故障錄波；故障記錄：支持64個(gè)故障事件時(shí)標(biāo)記錄；已使用熱容量；熱過(guò)載跳閘前的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間；熱過(guò)載跳閘后的等待時(shí)間。 通訊功能：ModBus 通訊規(guī)約，RS-485串行通訊方式?？赏ㄟ^(guò)通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制分／合閘，遠(yuǎn)程讀取測(cè)量值，遠(yuǎn)程讀取開(kāi)關(guān)量狀態(tài)，遠(yuǎn)程整定。 4.3 主變壓器35/6kV出線(xiàn)保護(hù)：P632 在相應(yīng)的回路設(shè)置微機(jī)單路監(jiān)控裝置P632，檢測(cè)線(xiàn)路的頻率、電流、電壓、功率、功率因數(shù)等，也可實(shí)現(xiàn)遙信遙控和通訊等功能。除以上所訴功能外，還具有變壓器三相差動(dòng)保護(hù)功能、零序差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)、CT二次斷線(xiàn)閉鎖差動(dòng)保護(hù)、過(guò)流過(guò)負(fù)荷過(guò)壓等保護(hù)功能。 4.4 電動(dòng)機(jī)保護(hù)：P225 MiCOM-P225以電流、電壓、溫度測(cè)量為基礎(chǔ)，為電動(dòng)機(jī)提供全面的保護(hù)。具有短路、啟動(dòng)超時(shí)、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)、不平衡、接地故障、欠流、負(fù)荷丟失、欠壓過(guò)壓、溫度保護(hù)等，可設(shè)置2組整定值。 本裝置通過(guò)檢測(cè)啟動(dòng)前的母線(xiàn)電壓、檢測(cè)跳閘回路是否正常、并提供斷路器失靈保護(hù)、使系統(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步加強(qiáng)。 MiCOM-P225特別使用于驅(qū)動(dòng)較大慣性負(fù)載的電動(dòng)機(jī)；它的防逆轉(zhuǎn)保護(hù)能確保電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在電動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)前停轉(zhuǎn)。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電源電流中有相當(dāng)程度的畸變時(shí)，保護(hù)裝置能提供基于有效值的熱成像特性，因此能有效防止出現(xiàn)由于畸變成分所引起的過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。 4.5 0.4kV低壓配電回路監(jiān)控 應(yīng)檢測(cè)出線(xiàn)的三相電流、電壓等參數(shù)值，檢測(cè)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)（合閘/分閘）及故障狀態(tài)（正常/故障）。 低壓監(jiān)控系統(tǒng)選用斯菲爾的PD194E系列電力儀表，可以增強(qiáng)低壓供電可靠性，通過(guò)RS485接口，將數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控中心，提供有關(guān)電氣設(shè)備的完整信息。 低壓監(jiān)控系統(tǒng)功能強(qiáng)大，其功能包括：報(bào)警處理、自動(dòng)任務(wù)、精密計(jì)量、電能質(zhì)量及擾動(dòng)測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取? 低壓監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成：通訊設(shè)備、通訊接口、軟件。 框架斷路器的通訊配置方案需完成下列功能：遙信斷路器的各種狀態(tài)量；遠(yuǎn)方控制斷路器分合閘操作；遙測(cè)控制單元上所能測(cè)量的各種電氣參數(shù)；遠(yuǎn)方顯示整定值和控制單元上所能記錄的各種事件；失電時(shí)，仍可保留整定值及最近100次事件。 饋線(xiàn)斷路器的通訊配置方案需完成下列功能：就地測(cè)量各種電氣參數(shù)（包括電流、電壓、功率、電能、頻率、功率因數(shù)等）；遙測(cè)各種電氣參數(shù)；遙信斷路器的開(kāi)合狀態(tài)和報(bào)警信號(hào)。 4.6 變壓器保護(hù) 選用的變壓器自身應(yīng)帶控制保護(hù)裝置，具有完善的溫度檢測(cè)和風(fēng)機(jī)控制功能，利用變壓器本身提供的鉑電阻與模擬量節(jié)點(diǎn)連接，獲得變壓器線(xiàn)圈溫度，若檢測(cè)的溫度超過(guò)設(shè)定門(mén)限時(shí)，風(fēng)機(jī)仍未啟動(dòng)，則強(qiáng)制啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。其控制器中數(shù)據(jù)通過(guò)RS485接口，也可傳送至監(jiān)控中心，執(zhí)行對(duì)變壓器狀態(tài)的監(jiān)控。 4.7 電容快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償保護(hù) 由于港口設(shè)備的工藝特性，負(fù)載容量動(dòng)態(tài)變化較大，一般的靜態(tài)電容補(bǔ)償不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，必須選用帶快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)腡SC裝置。其控制器采用了美國(guó)西屋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全漢字化菜單式操作，具有良好的人機(jī)界面，智能判斷、優(yōu)化控制，快速響應(yīng)。并具有RS485串行通訊接口，將它也納入電力監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)行對(duì)電容補(bǔ)償裝置的監(jiān)控。 5 總結(jié) 由于以上整個(gè)港區(qū)的綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的配置和可靠運(yùn)行，做到了電力監(jiān)控管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展，絕對(duì)保證了各個(gè)變配電所的運(yùn)行可靠安全，為該煤炭中轉(zhuǎn)基地生產(chǎn)的安全可靠運(yùn)行提供了電源保證。 |
