微機(jī)保護(hù)裝置在江漢油田項(xiàng)目能源站中的應(yīng)用

摘 要：油田開(kāi)發(fā)已成為我國(guó)增強(qiáng)國(guó)力和提高地位的一個(gè)重要因素，而油田能源站中集中供暖系統(tǒng)機(jī)房的安全運(yùn)行顯得尤為重要。本文介紹的微機(jī)保護(hù)裝置，可以對(duì)不同保護(hù)對(duì)象提供對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能，不僅可以使能源站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，還可以有效地降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：油田能源站；微機(jī)保護(hù)裝置；自動(dòng)化；可靠運(yùn)行

0 引言

       微機(jī)保護(hù)是用來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)、變壓器母線(xiàn)、輸配電線(xiàn)路等電氣元件進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)的一種自動(dòng)化裝置。當(dāng)這些元件發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)，能發(fā)出使故障元件退出運(yùn)行的操作命令，或給值班人員發(fā)出警告信息，它和其它裝置配合工作，可以大大地提高用電系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。

江漢油田項(xiàng)目能源站在運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生事故，要求盡快地將故障元件切除，縮小事故范圍，為了避免事故的擴(kuò)大，切除故障元件的時(shí)間要求很短，靠值班人員手動(dòng)操作有時(shí)無(wú)法辦到，借助微機(jī)保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)。

1 項(xiàng)目概況

      本工程為江漢油田供熱移交改造項(xiàng)目，共有七個(gè)能源站。本工程為集中供暖系統(tǒng)機(jī)房，電源進(jìn)線(xiàn)采用WDZ-YJY-6/10kV電力電纜，低壓供電干線(xiàn)采用WDZ-YJY-0.6/1.0kV型電力電纜沿橋架引至各末端配電箱及設(shè)備。設(shè)有6KV開(kāi)關(guān)柜、變壓器柜和低壓配電柜等，設(shè)置一臺(tái)1250KVA非晶合金節(jié)能型低噪聲干式變壓器，變壓器設(shè)置IP30外殼護(hù)罩并帶風(fēng)扇和溫度控制設(shè)備，6kV配電室設(shè)備容量為3718kw，0.4kV配電室設(shè)備容量為923.6kw。變電所采用能量監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)電力參數(shù)數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制信號(hào)該系統(tǒng)通過(guò)通訊接口可與BAS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。變壓器采用過(guò)流、速斷、單相接地保護(hù)（零序）、變壓器高溫報(bào)警和溫跳閘保護(hù)，變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)采用長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)保護(hù)。在高壓側(cè)及低壓側(cè)分別設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置，以集中補(bǔ)償形式使高壓側(cè)功率因數(shù)提高到0.95以上。本工程電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)采用變頻啟動(dòng)方式，所有變頻器均自帶直流電抗器及EMC濾波器，熱源井深井泵采用軟啟動(dòng)方式，高壓主機(jī)啟動(dòng)柜自帶逐時(shí)計(jì)量電能表，可實(shí)現(xiàn)三相電壓/電流監(jiān)測(cè)、單相電壓/電流監(jiān)測(cè)、頻率監(jiān)測(cè)、有功/無(wú)功/視在功率監(jiān)測(cè)、逐時(shí)計(jì)量功能、通訊功能。

2 產(chǎn)品需求

      本次針對(duì)江漢油田項(xiàng)目能源站中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)柜需要配置電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置AM5SE-M，主要通過(guò)以下保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)能源站電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù)：

1）過(guò)流一段保護(hù)

異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中電流很大，通常能達(dá)到5～8倍額定電流(Ie)，啟動(dòng)時(shí)間能長(zhǎng)達(dá)幾十秒。裝置設(shè)兩個(gè)過(guò)流一段定值，在啟動(dòng)過(guò)程中采用“啟動(dòng)時(shí)過(guò)流一段定值”，該值按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流整定，等電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，自動(dòng)采用“運(yùn)行時(shí)過(guò)流一段定值”，該值按電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)電流和區(qū)外出口短路時(shí)電動(dòng)機(jī)反饋電流考慮，取兩個(gè)電流中的大者。

2）過(guò)流二段保護(hù)

在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)三相電流有一相大于過(guò)流保護(hù)的整定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作，該功能在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢后有效。

3）兩段式負(fù)序過(guò)流保護(hù)

當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)三相電壓不平衡、斷相、反相、匝間短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電流。裝置設(shè)有兩段定時(shí)限負(fù)序過(guò)流保護(hù)，均由獨(dú)立控制字選擇功能投退，負(fù)序過(guò)流一段用于跳閘，負(fù)序二段用于告警。

4）兩段式零序過(guò)流保護(hù)

當(dāng)零序電流大于零序電流定值時(shí)，裝置經(jīng)延時(shí)保護(hù)動(dòng)作。裝置設(shè)有兩段式零序過(guò)流保護(hù)，均由獨(dú)立控制字實(shí)現(xiàn)投退

5）熱過(guò)載保護(hù)

電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、堵轉(zhuǎn)等會(huì)產(chǎn)生較大的正序電流；而斷相、不對(duì)稱(chēng)短路、輸入電壓不對(duì)稱(chēng)時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生較大的正序和負(fù)序電流，根據(jù)電動(dòng)機(jī)定子正序和負(fù)序電流引起的發(fā)熱特征，可對(duì)上述故障提供熱過(guò)載保護(hù)。

6）過(guò)負(fù)荷保護(hù)

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)超過(guò)電機(jī)正常運(yùn)行電流時(shí)的保護(hù)。裝置設(shè)有過(guò)負(fù)荷告警、過(guò)負(fù)荷跳閘保護(hù)，由獨(dú)立控制字實(shí)現(xiàn)功能投退，保護(hù)功能在電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)有效，在啟動(dòng)過(guò)程中失效。

7）堵轉(zhuǎn)保護(hù)

電機(jī)由于負(fù)荷過(guò)大或自身機(jī)械原因造成電機(jī)軸被卡住等故障電流很大的保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中堵轉(zhuǎn)保護(hù)閉鎖，電機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后堵轉(zhuǎn)保護(hù)才有效。

8）FC回路配合的過(guò)流閉鎖功能

本裝置設(shè)置了大電流閉鎖保護(hù)動(dòng)作的功能，用于斷路器開(kāi)斷容量不足或現(xiàn)場(chǎng)為FC回路的情況。當(dāng)故障電流大于電流閉鎖保護(hù)定值時(shí)，閉鎖裝置保護(hù)出口，以保證熔斷器首先熔斷。當(dāng)故障電流小于閉鎖保護(hù)定值時(shí)，經(jīng)延時(shí)開(kāi)放所有保護(hù)出口。

此外，本裝置還設(shè)有反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、負(fù)序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、非電量保護(hù)、低電壓保護(hù)、電壓不平衡保護(hù)、相序保護(hù)、電壓斷相保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、PT斷線(xiàn)告警、控制回路斷線(xiàn)告警、零序過(guò)壓告警功能。

3 產(chǎn)品方案

      整個(gè)項(xiàng)目共設(shè)7個(gè)能源站，每個(gè)能源站的進(jìn)線(xiàn)柜和變壓器柜此次不設(shè)微機(jī)保護(hù)裝置，電動(dòng)機(jī)柜裝設(shè)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置AM5SE-M，以其中一個(gè)能源站為例，上圖方案如下：

            每個(gè)能源站所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號(hào)與數(shù)量如下：

4 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

      本項(xiàng)目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜上，現(xiàn)場(chǎng)安裝如下圖所示，該項(xiàng)目已于2019年送電使用，運(yùn)行正常。

圖1 微機(jī)保護(hù)在江漢油田項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

5 結(jié)語(yǔ)

      繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)的趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著油田的不斷開(kāi)發(fā)，對(duì)油田能源站的電氣二次系統(tǒng)要求也相應(yīng)提高，要求保護(hù)設(shè)備的功能更加齊全，性能更加完善。江漢油田能源站通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)出線(xiàn)柜裝設(shè)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，不但使能源站實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，還有效地降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 李蕙.微機(jī)保護(hù)在泵站改造中的應(yīng)用[M].排灌機(jī)械，2007. 

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11月版

[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品二次原理圖集.2019.7月版

[4] 安科瑞用戶(hù)變電站綜合自動(dòng)化與運(yùn)維解決方案.2020.1月版