Acrel-EMS平台在某食品加工厂35kV变电站应用

刘丹

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘 要：35kV变电站的日常运维需要大量的人力物力，通常35kV变电站会设有变电站综自自动化系统与低压电力监控系统，多套系统应用造成运维人员的负担，而Acrel-EMS企业微电网能效管理平台集测量、控制、保护及通信等功能于一身,正是解决运维资源严重不足现状的出路，针对不同硬件设备管理监控的需求，Acrel-EMS企业微电网能效管理平台可以对规约进行现场实时添加，从而简化变电站二次接线并切实降低运维成本，推广和应用价值。

关键词：35kV变电站；变电站综合自动化系统；Acrel-EMS；企业微电网能效管理平台

1.概述

该食品加工厂变电站工程规模：电压等级：35/10.5kV，规划主变容量1×6.3MVA+1台8MVA。有一个总配电室，包括35kV开关柜、10kV开关柜和0.4kV配电柜，两个独立变压器室，变压器为干式变压器。35kV供电系统采用单母线接线，共有4面高压开关柜，进线1回，变压器出线2回，PT间隔1回。10kV供电系统采用单母线分段系统，进线2回，电容器间隔2回，站用变间隔2回，PT间隔2回，分段间隔2回，出线8回。共有18面高压开关柜。

根据用户配电系统管理需求，需要对35kV开关柜、10kV开关柜、35kV/10kV主变、交直流系统等进行全方面监控与保护，及时发现故障故障，保证配电系统可靠运行。

结合用户实际生产工艺要求，为实现本项目35kV变电站的监控与管理，在35kV和10kV配电回路中配置AM5SE系列进线保护、主变保护及各种出线保护装置；在总进线处配置APView500电能质量在线监测装置；在每面高压开关柜配置ASD200开关柜智能操控装置和AMC96L-E4多功能仪表；在0.4kV各配电回路中配置一只AMC96L-E4多功能仪表。

在电气监控室配置一套Acrel-1000变电站综合自动化系统监控屏和一套Acrel-2000Z电力监控系统监控屏，通过通信管理机及网络交换机实时采集微机保护装置、电能质量等二次设备数据，实现整个厂区供配电系统的电力监控与自动化管理。并配置一套电源系统，为整个变电站的断路器、二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源。同时利用Acrel-EMS企业微电网能效管理平台汇总Acrel-1000变电站综合自动化系统与Acrel-2000Z电力监控系统平台数据，同时进行web发布与手机APP访问，减少运维人员运维巡检工作，丰富的能效分析可以方便运维人员排查能耗问题。

图2 食品加工厂35kV变电站平面布局图

2.系统结构

AcrelEMS企业微电网能效管理平台，采用B/S架构，集成Acrel-1000变电站综合自动化系统与Acrel-2000Z电力监控系统，企业微电网能效管理平台实现了从35kV配电到0.4kV用电侧的整体监控，提供变电站综自系统，电力监控，电能质量监测，电气保护，电能统计。对企业的用电管理起到的帮助。

系统功能需求：

变电站综自系统:通过一次系统图监测企业35kV中高压侧用电情况，数据均实时刷新。

电力监控：监测企业0.4kV低压侧用电情况，提供配电室监测，无功补偿柜监测，电力报表等功能。

电能质量：提供电能质量检测仪的稳态监测，谐波频谱，稳态曲线，谐波曲线，SOE事件等参数。

电能统计：提供用电集抄，用电统计，分时段用电统计，用电同环比分析，分组用电统计等功能。

变电站综合自动化系统是指：通过执行规定功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量，并将主要数据上传至地方调度平台，同时接受调度端的调控指令，实现站内功率调节。

变电站综合自动化系统、电力监控系统均可可分为三层结构：即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。

现场设备层：包含微机保护、智能操控、多功能仪表、计量表等设备，用于采集站内配电柜内电气运行参数、开关状态、电气接点温度等数据，同时分别在35kV变电站和10kV变电所配置多套直流电源，保障现场设备良好的运行环境。

网络通讯层：包含ANet-2E8S智能网关。网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，分散10kV变电站通过数据采集箱（内置智能网关）采集数据通过光纤上传至通信室变电站综合自动化监控系统平台；同时网关充当远动通信装置，将现场设备数据采集后通过交换机经纵向加密数据加密后上传调度网。

平台管理层：l变电站综合自动化监控系统平台、电力监控系统平台、企业微电网能效管理平台。

3.解决方案

3.1方案综述

本项目本次工程在35kV、10kV配电系统中配置AM5SE系列微机保护装置，其中35kV主变配置整套主变保护屏，实现主变的差动保护、后备保护、非电量保护及主变温度监测；35kV其他回路及10kV各回路就地配置AM5SE系列微机保护装置。

图4 35kV开关柜现场图

                                              图5 10kV开关柜现场图

在电气监控室配置一套电源系统，为整个变电站的断路器、二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源。

在电气监控室配置一面时钟同步屏，实现变电站内所有微机保护装置的时钟同步。

在电气监控室配置一面公用测控屏，实现变电站内总进线电能质量监测；35kV侧母线电压/10kV侧站用变电压等模拟量遥测；微机保护装置异常信号等遥信。

在电气监控室配置一套变电站综合自动化系统，通过通讯管理机实现变电站综合自动化监控与管理。

在电气监控室配置一套微机五防监控系统，在35kV及10kV开关柜内配置机械五防锁具及电气五防锁具，通过五防系统实现对全站设备的五防操作闭锁功能。在五防工作站上进行操作预演，检验、打印和传输操作票，并对一次设备实施五防强制闭锁。

在电气监控室配置一面计量屏，实现站内的总电能计量与主变电能计量。

图6 电气监控室屏柜布置效果图

35kV变电所1座，区域变电所3座，35kV变电所为独立二层建筑物，其中一层为35kV开关室、35kV变压器室、10kV开关室，二层为10kV变压器及0.4kV开关室、通信室。区域变电所为装置楼一层独立区域，配置10kV开关柜、变压器及0.4kV低压柜。

35kV变电所内35kV开关室一次系统图如图1所示，共有4面开关柜，分别为：1面进线柜、1面出线柜、1面计量柜、1面PT柜。

图3 35kV开关室一次系统图

35kV变电所内10k开关室一次系统图如图2所示，共有16面开关柜、其中2面10kV进线柜、9面变压器出线柜（含备用出线柜3面）、1面母联柜、1面隔离柜、2面PT柜、1面计量柜。

3.2 配置设备方案

4.结语

Acrel-EMS企业微电网能耗管理平台解决方案，通过一个平台即可整体对用电进行集中监控、统一调度、统一运维，满足用户可靠、、节约、、有序用电的要求。对用户提供运维服务，实现能源互联，信息互通，打破信息孤岛；根据用电设备负荷重要性分级管理，错峰有序用电，提高运维人员的技能，保证电网稳定运行。

Acrel-EMS企业微电网能耗管理平台解决方案，通过一个平台即可整体对用电进行集中监控、统一调度、统一运维，满足用户可靠、、节约、、有序用电的要求。对用户提供运维服务，实现能源互联，信息互通，打破信息孤岛；根据用电设备负荷重要性分级管理，错峰有序用电，提高运维人员的技能，保证电网稳定运行。

参考文献

[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.