AM系列微機保護裝置在 中東區天然氣回收站配電工程中的應用
2025-08-05
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安科瑞 劉邁
摘 要：微機保護裝置能夠有效監測電力系統的運行狀況，并實時記錄電力系統出現故障的類型及參數，從而為故障的快速處理提供有效的參考依據。本文介紹的AM系列微機保護裝置針對天然氣回收站配電工程不同保護對象提供對應的保護功能，提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量，有利于實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班。
關鍵詞：微機保護；監測；可靠性；安全性
1 概述
該天然氣回收工程是成都馳俊有限公司承接的配電項目，此公司是一家專注于輸配電及控制設備、箱式變電站箱體等產品研發、生產、銷售及服務的高新技術企業。公司高度重視質量管理，通過了ISO9001：2015質量管理體系認證（認證編號：117.17 Q0 0034-05 ROS），認證范圍涵蓋箱式變電站和開關柜的箱體生產、木制包裝箱包裝服務。同時注重技術創新，積極開展研發工作，在箱式變電站外觀設計等領域取得了多項zhuan利成果。
本天然氣回收站配電工程位于中東地區。6kV中壓開關站中開關柜采用KYN28-12柜型，模塊化結構，便于擴展和維護。采用兩進線無母聯雙電源供電系統，具有1面母線PT柜、6面壓縮機出線柜、1個備用柜和1面電容器出線柜。項目整體涵蓋電流、電壓、接地故障等多重保護，符合中壓配電系統要求。保護裝置分布在開關柜上布置，開關柜在現場就地控制。
2 產品需求及方案
本次針對天然氣回收站配電工程中不同對象配置不同微機保護裝置，并根據國外供電系統的需求，為其定制符合要求的保護功能及語言顯示。整個項目共配置安科瑞11臺AM系列微機保護裝置，以下為中壓就和低壓配電室微機保護的上圖方案：
圖1 中壓系統上圖
圖2 中壓配電平面布置圖
圖3 低壓系統上圖
該項目在進線柜配置AM6-L線路保護裝置，電動機柜配置AM6-M電動機保護裝置，電容器出線柜配置AM6-C電容器保護裝置，PT柜配置AM6-UB電壓監測裝置，中壓聯絡柜配置AM6-B備自投保護裝置，低壓聯絡柜配置AM5-DB低壓備自投裝置。這幾款微機保護裝置主要通過以下保護功能實現對該項目開關柜的設備運行情況實時監視和保護：
產品圖片 | 產品型號 | 產品功能 |
| AM6-L 線路保護裝置 | 50：瞬時過電流 51：交流時間過電流 50N：中性點瞬時過電流 51N：中性時間過電流 50BF：斷路器失靈保護（DO7輸出） 59：過電壓繼電器 27：欠壓繼電器 （59+27 過欠壓DO4輸出） 47：相序或相平衡電壓繼電器 86：鎖定繼電器(當保護裝置保護功能啟動，DO5輸出即可） TCS：跳閘電路監控（X6.21 X6.25輸出） 保護動作信號（DO3輸出） |
AM6-M 電動機保護裝置 | 50：瞬時過電流 51：交流時間過電流 50N：中性點瞬時過電流 51N：中性時間過電流 50BF：斷路器失靈保護（DO7輸出） 46：反相或相位平衡電流繼電器 48：不wan全順序繼電器 49：機器或變壓器熱繼電器 50G：瞬時過電流接地故障繼電器 51LR：鎖定轉子繼電器 86：鎖定繼電器(當保護裝置保護功能啟動，DO6輸出） TCS：跳閘電路監控（X6.21 X6.25輸出） 59：過電壓繼電器 27：欠壓繼電器 | |
AM6-C 電容器保護裝置 | 50：瞬時過電流 51：交流時間過電流 50N：中性點瞬時過電流 51N：中性時間過電流 50BF：斷路器失靈保護（DO7輸出） 50G：瞬時過電流接地故障 86：鎖定繼電器（當保護裝置保護功能啟動，DO5輸出） TCS：跳閘電路監控（X6.21 X6.25輸出） 59：過電壓繼電器 27：欠壓繼電器 | |
AM6-B 備自投保護裝置 | 59：過電壓繼電器 27：欠壓繼電器 25：檢同期 雙電源切換自投自復/自投不自復，可實現同期并網和非同期備投功能 | |
AM6-UB PT監測裝置 | 零序電壓保護，出口不保持X6.36-X6.33; 母線電壓保護，三相電壓中任意一相電壓大于可設定值，出口不保持X6.36-X6.34 | |
| AM5-DB 低壓備自投裝置 | 59：過電壓繼電器 27：欠壓繼電器 25：檢同期 雙電源切換自投自復/自投不自復，可實現同期并網和非同期備投功能 |
3程序定制化
每個微機保護除了具有不同應用場景所需的功能外，還需要根據項目實際情況，調整部分保護功能的條件定制程序，以滿足項目需求。
中壓系統中配置的線路保護、電容器保護和電動機保護除需具備速斷、過流、零流、過壓和欠壓等功能，還要集成斷路器失靈保護、合閘閉鎖及跳閘回路監視等功能。同時這些功能均需具有獨立的繼電器輸出節點，以滿足不同電氣連鎖需求。此外，裝置增加故障狀態開入量顯示功能，用于實時監測其他關聯開關柜的運行狀態異常情況。
PT柜配置的PT監測裝置內部定制母線電壓保護功能，該功能與零序電壓保護采用獨立出口并設置為瞬動節點。調試發現，在母線電壓投入且未觸發零序電壓保護時，該功能繼電器輸出存在偶發性誤動現象。經排查確認非程序及硬件問題后，通過分析裝置錄波數據、現場送電過程及送電設備，確定故障源于分體式調壓器運行不穩定產生嚴重干擾，導致保護出口誤閉合。
對于兩進線無母聯的供電系統，無論是中壓系統還是低壓系統都需要在一個進線柜配置線路保護，另一個進線柜配置備自投裝置。備自投主要實現檢同期合環倒閘和不檢同期備自投的功能，是否需要檢同期由一個瞬動的按鈕控制，該按鈕信號接入綜保裝置的開入量。由于該信號是瞬動性質，為確保備自投過程的完整執行，需在程序中增加可設的返回延時讓該信號保持。此外，鑒于中壓系統和低壓系統所帶負載類型存在差異，低壓系統的檢同期功能還增加了負序電壓判據，使同期條件更嚴格可靠。
（1）針對檢同期合環倒閘功能，裝置檢測到開入“同期并網"狀態為合，判斷兩個進線是否處于同期的狀態，即兩個進線的電壓幅值、相位及頻率等參數是否處于設定允許范圍內。當確認滿足同期條件后，備自投裝置先合備用進線斷路器，再分主供進線斷路器，從而完成電源切換的倒閘操作。該邏輯確保了兩電源在嚴格滿足電氣參數匹配的前提下實現平穩過渡。
（2）針對不檢同期備自投功能，當裝置檢測開入“非同期備投"狀態為合，實現進線備自投和進線互投的邏輯。進線備自投模式下兩個進線有主備之分，當主用進線失電后，先分斷主用進線斷路器，再合上備用進線斷路器；若主供恢復來電，則先分斷備用進線斷路器，再合上主用進線斷路器。進線互投模式下兩個進線沒有主備之分，任一進線失電即切換至另一進線供電，且電源恢復后保持現有供電模式不切換。兩種模式均確保在非同期條件下的安全電源切換。
4現場應用
本項目微機保護就地分散安裝在各個高、低壓開關柜上，現場安裝如下圖所示，該項目所需保護功能已驗證無誤。
圖4 現場安裝圖片
5 結語
在電力系統中采用微機保護裝置是電網智能化發展的必然趨勢。與傳統的繼電器相比，盡管微機保護的價格偏高，但它能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質量，有利于實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班，以另一種方式大大節約了成本。本文介紹的中東天然氣回收站配電工程通過對各個保護對象裝設定制化保護裝置，不但使整個配電工程實現了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度，提高了設備運行的可靠性。
參考文獻
[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.6月版
[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.2020.10月版
[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.11月版
