【解決方案】化工廠在35KV下變電所的綜合自動化

 

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0引言

 化工廠內35kV及以下區域變電所的建設是工廠內非常關鍵的項目，在建設過程中，由于技術要求高、投入資金大、電力設施較多等因素，對變電所工作人員的各項能力有較高的要求。因此，管理部門要提高變電站的運行和管理水平，使其達到自動化，從而提高變電站運行的可靠性和經濟效益。

 在此背景下，新型微型二次裝置的使用及對傳統分立裝置的替代，使保護、控制、監控、遠動等多種功能得以加強，實現了設備和信息的共享，使變電站設計布局更趨于簡潔、緊湊，運行也更加安全、可靠。變電所集成控制系統采用現代計算機技術和通信技術，改造原有的二次設備結構，對系統結構進行大幅簡化，不僅實現了數據共享，而且其布線結構更加簡便、二次設備占用空間更少，使得35kV以下變電站呈現全新的面貌[1]。

1電氣主接線的方案解析

 主接線應該以工作可靠、簡潔明了、易于使用為原則，并且具有發展空間。設計方案為35kV接線兩回為主的變壓器進線和內橋線路，10kV母線采用母線分段配線，10kV出線25條線路，其中2條電容補償線路，10kV線路全部為高壓真空斷路器。變壓器的中性點接地方式是35kV側無接地，10kV側的中性點經消弧線圈接地，10kV側均為電纜出線。因此，在10kV側均為電纜，故而采用消弧線圈進行補償。由于10kV主變側無中性點，故采用了變電站與消弧線圈共用的接地變壓器，并可以調整各消弧線圈的容量。本方案以300MVA的短路能力為基礎，對短路電流進行了分析，確定了裝置的選型。

 主變壓器選用有效節能、低損耗、有載調壓變壓器（S11-35型），容量按供電地區的實際負載及計劃負載而定，變壓器容量為20MVA。35kV裝置采用全封閉的復合絕緣金屬鎧裝式開關柜，箱體內部裝有高壓真空開關，主變壓器是三相雙繞組自冷卻風機有載調壓變壓器S11-20000/35，其阻抗電壓Uk%=8.35±3×2.5%/10.5kV。10kV裝置采用金屬鎧裝移動開關柜，箱體內部裝有高電壓的真空開關。從測量準確度的角度來看，變壓器的測量精度都達到了0.2s級。10kV分段母線配有一套并聯電容器和一套消弧線圈設備。

 在大樓樓頂安裝接閃網，以防止直接雷擊。在35kV、10kV母線、電容器、10kV出線等處，采用具有優良防護性能的金屬氧化鋅避雷器。35kV區域變電所的調度和管理工作，應當將遙測、遙信、遙控等信息發送到上級220kV變電站。將公用的測控設備，集中于電力監控室內。電力供應采用SBH15-M-630/10變電站的10kV變壓器，并將其與10kV的母線相連接。整個變電所里都安裝了工作燈和意外燈，在斷電情況下，應急照明電路可自動轉換到EPS供電系統。

2 35kV變配電所主接線方案

 通過對各種有關數據的分析，發現采用低損失的節電變壓器是減少電力損耗的有效途徑。當電壓偏差達不到規定值時，35kV降壓變電站應優先選用有載調壓變壓器。35kV變電站的主接線通常為單母線、單母線分段、雙母線接線、單元接線、內橋、外橋，具體的實現要結合實際情況來確定[2]。35kV變電站的主接線，需要依據變電站在電網中的地位、進線和出線回路數量、設備特點和負載特性來決定。同時還需要滿足供電可靠、操作靈活、操作維修方便、節約投資以及方便擴建的需要。

 變電站的主要線路應滿足安全可靠、靈活、經濟的基本需求。其中，安全包含了設備和人員的安全。可靠度應符合一*負荷和二級負荷對供電可靠性的要求。靈活運用小的開關，可適應多種工況，維修時使用方便，并可以適應負載發展，方便擴展，盡可能簡化接線，減少投資，減少占地，降低運行費用。35kV變電站一般有兩種類型，一種是戶內式，另一種是室外式。戶內式操作簡單，維修簡單，占用空間少。而室外式的建筑成本較低，能安裝報警裝置，散熱狀況良好。由此可見，戶內式的優勢和室外式的優勢相輔相成，因為廠房占地面積有限，所以采用了戶內布局，即35kV和10kV配電裝置，主變壓器采用戶內安裝。

3供電可靠性分析

 電力供應的可靠性是指不中斷的電力供應。電力供應中斷不但會對化工廠生產造成一定的影響，還會對設備形成損害，嚴重時會導致人員傷亡、發生爆炸，造成嚴重的負面影響。比如，電力供應中斷對主要生產設備的運行造成影響，嚴重時會導致關鍵工序的連續性，造成重大的經濟損失，即便是恢復了電力供應，也需要很長一段時間。為了保證供電的可靠性，對這些關鍵的用電設備，需要采用雙回路的供電模式。保證供電質量，保證電壓波動的技術指標。

 交流電的頻率直接影響到交流電機的工作性能，而頻率的變化則會對其速度產生一定的影響。《電能質量電力系統頻率偏差》中，對50Hz額定頻率的交流電要求標準是其頻率與標稱值的偏差不允許超出±0.2~±0.5Hz，也就是±0.4%~±1%[3]。電壓限制是衡量電網質量的另一個重要指標。電壓偏差是指電氣裝置的實際電壓與運行中的額定電壓之間的差異。耗電設備對電壓偏差有一定的適應性，但當電壓偏差*大時，會影響電氣設備的性能，甚至會導致設備故障。例如，白熾燈在超過其額定電壓5%的情況下運行，則會減去一半的使用壽命。因此，國內對電氣設備的電壓偏差有明確的規定。如電機的電壓偏差不得超過額定電壓的±5％，燈泡的電壓偏差不得超過額定值的-3％和-2.5％。

4.安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

1概述

基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境場景等需求，實現數據一個*心，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

2應用場所

適用于電信、金融、交通、能源、醫療衛生、文體、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業等行業變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

3系統結構

5 系統功能

用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為月。

站點監測

站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態

變壓器狀態支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

運維

運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。

配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關狀態、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。

監控

監控展示了當前實時畫面（直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內信息。

電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數和電能抄表的實時值及平均值行統計。

警報信息

對平臺所有警報信息進行分析。

任務管理

任務管理頁面可以發布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態和完成情況，可以點擊查看任務查看具體的巡檢信息。

用戶報告

用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、警報事件等進行統計分析，并列出在該周期內巡檢時發現的各類缺陷及處理情況。

APP監測

電力運維手機支持“監控系統”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件警報查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。