港口變電站電力監控系統
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企業：控制網
領域：運動控制與伺服系統
行業：安防
- 點擊數：2148 發布時間：2007-03-09 23:03:54
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本文詳細介紹了某煤炭中轉碼頭工程中，大型電力監控產品MiCOM-P系列的系統組成、特點，及五個分變電所監控分站的監控范圍。
1 工程概述
本工程為華東最大型煤炭中轉基地，年設計吞吐量為3000萬噸，在能源戰略安全地位及其社會經濟的可持續發展上起著舉足輕重的作用。該工程范圍包括：卸船碼頭2個泊位、皮帶機平臺及轉運樓、輔助用房；裝船碼頭3個泊位、皮帶機平臺及轉運樓、輔助用房；棧橋、海堤工程；陸域大型露天煤炭堆場，煤炭最大堆存設計容量為310萬噸。工程東西向約有1.5公里，南北向約有2公里，按照負荷分布，全港區設置一個35kV總變電站和五個6kV分變電所。35kV總變電站與1#分變電所合建。1#變負責后方生產和生活配套設置的供電以及部分堆場工藝設備和照明供電，2#、3#分變電所負責部分堆場工藝設備和照明供電，4#、5#分別負責裝船和卸船碼頭工藝設備、配套設施和照明的供電。在每個變電所均設置電力監控分站，1#分站與35kV總監控站合建。本工程大部分負載主要為卸船機、裝船機、堆取料機、皮帶機，均為6kV供電。
2 變配電所監控系統
本工程35kV變配電站和6kV分變電所采用計算機綜合保護系統，0.4kV配電裝置進線及重要的出線回路設置電力檢測。在各分變電所設置操作計算機，可以就地監控本地變電所，但是平時實行無人化管理，僅在35kV總變配電站二樓設全港區電力監控室，設置一臺管理計算機和二臺中央監控操作計算機，用于操作和監視5個分變配電所設備的運行情況，采集整理各變電所的運行參數。5個變電所之間的通信，通過單模光纖以太環網傳輸信號。
為了系統獨立不相互影響，本工程電力監控系統與港區生產管理和控制系統相互獨立，但電力監控系統與中央控制室的生產管理和控制系統設置數據通道，可以在中央控制室調用監視各分變電所的運行情況，但不得控制它。
本電力監控系統，采用AREVA公司（即原ALSTOM公司）的MiCOM-P系列產品。
3 MiCOM-P系列保護控制裝置簡介
MiCOM-P系列保護控制裝置是專為發電廠和變配電站進行成套設計的微機保護控制產品。該系統具有面向用戶的開放式軟硬件系統、分布式安裝等特點。該系列產品突出解決了微機保護控制裝置在惡劣環境下（如低溫、潮濕、強電磁干擾、有害氣體、灰塵等）長期可靠運行問題和常規控制、測量與信號的兼容性問題；突出解決了綜合自動化系統中通訊網絡的可靠性、快速性和多種規約的兼容性問題；也突出解決了變電站設計、調試、運行的快速化、簡單化、智能化和習慣化問題。正是看中了該裝置的以上顯著優點，本工程選用了MiCOM-P系列保護控制裝置。
MiCOM-P系列保護控制裝置主要特點為：分散式系統，保護裝置下放至開關柜上，同站監控層主機之間采用總線式通信網連接；全密封鋼結構防震機箱；超低功耗，無須考慮散熱問題；硬件標準化；背插式結構；大屏幕液晶顯示；DC24V-250V開關量輸入；接點容量大；可編程方案邏輯；多組獨立的保護整定值；抗干擾能力強；精度免調節和免維護；完整的檢測功能；故障定位（測距）；事件記錄；故障記錄；故障錄波；短路器開合控制；跳閘回路監視；斷路器位置狀態監控；斷路器運行狀態監控；斷路器失靈保護；PT、CT監視；就地和遠程通訊雙口；帶有IRIG-B接口；自診斷功能；密碼保護等等。
4 各站基本配置
4.1 前端工控機
在每個變電站配置一臺前端工控機來處理高低壓柜和變壓器上傳的數據，并完成規約的轉換，前端工控機采用裝置成熟的相關產品，并能提供相關的電力通訊協議，且在國內外得到廣泛應用。
前端工控機可以處理數據采集及與主站通信，運行就地自動控制和方便維護數據庫中I/O點的數據。它可支持多個通信接口與不同的監控設備及主站通信，每個通信接口是相互獨立的，可同時進行數據傳輸。可以管理相關數據，實現各種（遙測、遙信、遙控）數據的上傳下達。
前端工控機除具有數據采集、數據集中和多種通訊規約等功能外，還有獨特的配網自動化高級功能軟件。完全滿足配網自動化所需的饋線故障定位、故障隔離等要求。
前端工控機采用工控標準設計，可靠性高，抗干擾性強，性能遠遠超過由工作站或其他臺式計算機、工作站構成的系統，保證了整個系統的正常、穩定、長期可靠運行。支持多通訊口，每個通訊口都可以支持多種不同的規約。
4.2 35KV和6kV電源進線、電容柜出線、6kV出線、6/0.4kV變壓器保護
實現三相和接地保護、過流保護、速斷保護等保護功能。檢測該線路和三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、相序、電度等數據，并可實現遙信、遙控等功能。
進線、電容柜出線選用P127；出線和6/0.4kV變壓器出線保護選用P122。
其保護功能如下：相過流，速斷(具有復合電壓閉鎖過流功能)； 接地故障；熱過載（過負荷）；斷路器故障；負序 / 不平衡； 中性點電壓偏移；欠/過頻；外部保護報警和跳閘(如溫度、瓦斯等非電量保護) ；欠電壓； 過電壓；負序欠電壓（P122無過壓和欠壓保護功能）。
測量功能如下：三相電流、電壓有效值；零序電流；頻率；平均和最大需用相電流；有功功率，無功功率，視在功率；有功電能，無功電能，視在電能；每相故障跳閘電流；不平衡度；溫度測量。
監控功能如下：遠方分合閘；ＰＴ／ＣＴ斷線監視；繼電器故障防跳；斷路器及開關柜診斷：包括運行時間、 儲能時間、跳閘回路監視；累積跳閘電流、跳閘次數等；故障錄波：支持最少記錄2個和最大記錄800周波的故障錄波；故障記錄：支持64個故障事件時標記錄；已使用熱容量；熱過載跳閘前的連續運行時間；熱過載跳閘后的等待時間。
通訊功能：ModBus 通訊規約，RS-485串行通訊方式。可通過通訊實現遠程控制分／合閘，遠程讀取測量值，遠程讀取開關量狀態，遠程整定。
4.3 主變壓器35/6kV出線保護：P632
在相應的回路設置微機單路監控裝置P632，檢測線路的頻率、電流、電壓、功率、功率因數等，也可實現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保護功能、零序差動保護、差動速斷保護、CT二次斷線閉鎖差動保護、過流過負荷過壓等保護功能。
4.4 電動機保護：P225
MiCOM-P225以電流、電壓、溫度測量為基礎，為電動機提供全面的保護。具有短路、啟動超時、轉子堵轉、不平衡、接地故障、欠流、負荷丟失、欠壓過壓、溫度保護等，可設置2組整定值。
本裝置通過檢測啟動前的母線電壓、檢測跳閘回路是否正常、并提供斷路器失靈保護、使系統的可靠性得到進一步加強。
MiCOM-P225特別使用于驅動較大慣性負載的電動機；它的防逆轉保護能確保電動機轉子在電動機重新啟動前停轉。
當電動機的電源電流中有相當程度的畸變時，保護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由于畸變成分所引起的過負荷現象。
4.5 0.4kV低壓配電回路監控
應檢測出線的三相電流、電壓等參數值，檢測出線開關的工作狀態（合閘/分閘）及故障狀態（正常/故障）。
低壓監控系統選用斯菲爾的PD194E系列電力儀表，可以增強低壓供電可靠性，通過RS485接口，將數據傳至監控中心，提供有關電氣設備的完整信息。
低壓監控系統功能強大，其功能包括：報警處理、自動任務、精密計量、電能質量及擾動測量、數據傳輸等。
低壓監控系統主要由三部分組成：通訊設備、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量；遠方控制斷路器分合閘操作；遙測控制單元上所能測量的各種電氣參數；遠方顯示整定值和控制單元上所能記錄的各種事件；失電時，仍可保留整定值及最近100次事件。
饋線斷路器的通訊配置方案需完成下列功能：就地測量各種電氣參數（包括電流、電壓、功率、電能、頻率、功率因數等）；遙測各種電氣參數；遙信斷路器的開合狀態和報警信號。
4.6 變壓器保護
選用的變壓器自身應帶控制保護裝置，具有完善的溫度檢測和風機控制功能，利用變壓器本身提供的鉑電阻與模擬量節點連接，獲得變壓器線圈溫度，若檢測的溫度超過設定門限時，風機仍未啟動，則強制啟動風機。其控制器中數據通過RS485接口，也可傳送至監控中心，執行對變壓器狀態的監控。
4.7 電容快速動態補償保護
由于港口設備的工藝特性，負載容量動態變化較大，一般的靜態電容補償不能滿足生產要求，必須選用帶快速動態補償的TSC裝置。其控制器采用了美國西屋技術，實現全漢字化菜單式操作，具有良好的人機界面，智能判斷、優化控制，快速響應。并具有RS485串行通訊接口，將它也納入電力監控系統內，實行對電容補償裝置的監控。
5 總結
由于以上整個港區的綜合電力監控系統的配置和可靠運行，做到了電力監控管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發展，絕對保證了各個變配電所的運行可靠安全，為該煤炭中轉基地生產的安全可靠運行提供了電源保證。
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北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號
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