安科瑞Acrel-1000变电站综合自动化系统在合肥某新材料公司35kV综合自动化项目中的应用分析

摘 要为随着企业的业务拓展合肥某新材料公司新建35kV变电站综合自动化项目顺利建成投运。项目配置微机保护装置、无线测温装置及智能操作装置搭建一体化智能管控体系。通过微机保护系统实现电网故障快速判别、准确隔离与可靠防护依托无线测温技术对柜内接头、母线等关键点位实时在线监测、超温预警搭配智能操作装置完成标准化五防闭锁与自动化倒闸操作。项目有效规避设备发热隐患与人工操作风险大幅降低运维压力推动变电站实现安全可控、可视可管的智慧运行模式。0. 引言随着合肥本地产业不断发展本企业生产线完成扩建升级生产规模持续扩大厂区用电负荷显著增加。新材料生产设备对供电容量、电能质量、供电安全性及系统稳定性均提出了更高标准。原有供电设施已难以匹配当前生产需求存在供电承载力不足、智能化水平偏低、设备隐患管控薄弱等问题。为改善厂区用电条件保障生产线连续稳定运行企业规划新建35kV专用变电站。本工程同步配套建设完善的智能化二次综合自动化系统提升供电保障能力与运维水平为企业长远发展夯实电力基础1. 项目概括1.1. 项目背景在城市扩容与产业升级的双重驱动下区域用电负荷呈持续增长态势传统变电站自动化程度偏低、运维模式滞后、设备隐患排查能力不足等问题逐步凸显难以适配现代化电网高可靠、高安全、智能化的运行标准[1]。随着工商业生产对电能质量与供电稳定性要求不断提升老旧供电网架承载力不足、故障处置被动、人工运维效率低下等短板愈发突出亟须通过智能化改造补齐电网供电保障短板[2]。基于此本次合肥35kV变电站工程依托成熟的电力综合自动化技术集成微机保护、无线在线测温、智能操作控制等智能化设备构建集安全防护、状态监测、智能操控于一体的新型变电站运行体系[3]。该建设模式有效推动传统人工值守变电站向数字化、少人值守、主动预警的智慧运维模式转型显著提升变电站故障应急处置能力、设备隐患精细化管控水平可为区域工商业安全生产与电网稳定运行提供坚实技术支撑。1.2. 建设目的与意义项目为某新材料公司新建35kV变电站综合自动化系统厂区新建35kV变电站可有效满足企业生产扩容用电需求替代原有低压供电模式解决外网供电不稳定、线路重载、电压偏低等问题。通过优化厂区供电架构提升供电容量与供电质量降低线路损耗与停电风险保障生产线、设备持续稳定运行为工厂安全生产提供可靠的电力支撑。1.3. 项目建设范围本项目为合肥某新材料厂区新建35kV专用变电站工程建设范围涵盖一次设备系统、二次综合自动化系统全套设计、设备供货、安装施工、调试联调及验收交付工作满足企业生产线扩建后的大容量、高稳定、高安全用电需求。一、一次系统建设范围主要包含35kV高压配电装置、主变压器、高低压母线、隔离开关、断路器、互感器、接地系统、避雷器、电缆敷设及配套构架、基础土建等相关设施。通过全新搭建高压一次主回路系统完善厂区高压供电架构提升变电站整体供电容量、载流能力及绝缘耐压水平从硬件层面解决原有供电容量不足、压降不稳、线路承载力有限等问题保障厂区连续生产供电基础。二、二次系统建设范围二次系统采用分层分布式综合自动化架构主要建设内容包含全站微机保护测控装置实现进线、主变、母线、出线的全程监测、故障保护与快速隔离部署高压设备无线测温系统对柜内触头、母线接头、电缆终端等关键部位实时在线测温、超温告警配置智能操作装置及电气五防闭锁系统规范倒闸操作流程杜绝误操作风险。同时配套建设站控监控系统、通信系统、远动传输、电源系统、后台组态、逻辑调试及数据对接功能实现全站设备可视、可控、可监测、可追溯达成变电站智能化、少人值守、安全稳定运行的建设目标。1.4. 项目一次图纸本期项目35kV母线采用单母线分段配电方案设置两台35/10kV主变作为降压核心两路主变降压后分别接入两段10kV母线10kV侧同样采用单母线分段配电模式两段母线统筹覆盖厂区动力出线、站用电、无功补偿、接地消弧等负荷回路分段结构可实现故障隔离与分段检修供电可靠性更高。图1项目一次图纸2. Acrel-1000变电站综合自动化系统解决方案2.1. 方案综述本项目二次系统采用分层分布式架构配置监控系统、微机保护、智能操控、无线测温及远动通讯设备构建集保护、监控、操作、状态监测与数据远传于一体的综合自动化体系实现全站设备运行状态实时监控、故障快速切除、操作安全闭锁、关键部位在线测温及调度数据双向交互提升变电站安全运行与精益运维水平为厂区稳定供电提供可靠支撑图2项目拓扑图2.2. 微机保护微机保护装置按间隔配置覆盖全站35kV/10kV电压等级设备包含线路保护AM5SE-F、两圈变差动保护AM5SE-D2、非电量保护装置AM5SE-FD、光纤差动保护AM6-LD、主变后备保护AM5SE-TB及备用电源自动投入AM5SE-B等保护装置。装置采用成熟的微机保护技术多款保护装置配合使用可实现故障速断、过流保护、过压/欠压保护、零序保护及非电量保护等多维度防护故障发生时能快速切除故障回路有效隔离故障点防止事故扩大保障设备与电网安全稳定运行。2.3. 智能操控及无线测温装置智能操控装置ASD320开关柜综合测控装置安装在开关柜中。具有一次回路模拟图及开关状态指示高压带电显示及核相自动温湿度控制加热回路故障告警分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温人体感应自动照明语音提示电参数测量及RS485通讯接口等众多功能集操作、显示于一体。无线测温装置ATE400针对高压开关柜触头、母线接头、电缆终端等关键发热点位部署采用无源无线传感器实现24小时在线温度监测数据实时上传至监控系统。装置支持超温分级告警、温度趋势分析及异常预警功能可提前识别设备过热隐患避免因接触不良、过载等引发的设备故障提升设备隐患精细化管控水平。3. Acrel-1000变电站综合自动化系统系统功能3.1. 实时监测Acrel-1000变电站综合自动化系统以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态及有关故障、告警等信号。图3项目一次界面3.2. 曲线功能Acrel-1000监控系统曲线功能分为实时曲线与历史曲线可对电力参数与设备状态进行直观趋势监视与回溯分析为运行优化、故障排查和电能质量管理提供可视化支撑。3.2.1. 实时曲线实时曲线用于当前运行状态的动态监视系统按秒级/分钟级采集频率将现场电参量与温度等模拟量以连续曲线形式实时刷新展示。监测内容三相电压、三相电流、有功/无功功率、功率因数、频率、设备节点温度、负荷曲线等。核心特点多参数同屏对比、曲线颜色可配置、支持缩放与平移越限时曲线高亮提示便于及时发现过载、过压/欠压、功率因数偏低等异常。图4实时曲线界面3.2.2. 历史曲线历史曲线用于过去时段数据的回溯与分析系统将长期存储的历史数据按时间轴还原为曲线支持自定义时间段查询与统计分析。查询能力可按日/月/年或自定义起止时间调取任意回路/设备的历史曲线数据精度保留原始采集分辨率。分析功能自动统计时间段Max/Min值及发生时刻、平均值支持多曲线叠加对比如三相电流对比、功率与温度关联分析曲线可导出、打印用于报表与故障追溯。图5历史曲线4. 项目现场图6现场组屏1图7现场组屏2图8现场组屏3图9现场就地安装图5. 结语35kV变电站工程结合厂区生产扩容实际需求完成二次综合自动化系统建设。站内配置的监控、微机保护、智能操控、无线测温及远动通讯等设备协同运行形成完整的智能供电管控体系。项目投用后可有效提升供电容量与电能质量强化设备安全防护、故障处置及远程运维能力解决现有供电短板。整套系统运行稳定、安全可靠能够长期满足新材料生产线高标准用电要求为企业生产经营平稳开展筑牢电力根基。