【解决方案】化工厂在35KV下变电所的综合自动化

 

未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

0引言

 化工厂内35kV及以下区域变电所的建设是工厂内非常关键的项目，在建设过程中，由于技术要求高、投入资金大、电力设施较多等因素，对变电所工作人员的各项能力有较高的要求。因此，管理部门要提高变电站的运行和管理水平，使其达到自动化，从而提高变电站运行的可靠性和经济效益。

 在此背景下，新型微型二次装置的使用及对传统分立装置的替代，使保护、控制、监控、远动等多种功能得以加强，实现了设备和信息的共享，使变电站设计布局更趋于简洁、紧凑，运行也更加安全、可靠。变电所集成控制系统采用现代计算机技术和通信技术，改造原有的二次设备结构，对系统结构进行大幅简化，不仅实现了数据共享，而且其布线结构更加简便、二次设备占用空间更少，使得35kV以下变电站呈现全新的面貌[1]。

1电气主接线的方案解析

 主接线应该以工作可靠、简洁明了、易于使用为原则，并且具有发展空间。设计方案为35kV接线两回为主的变压器进线和内桥线路，10kV母线采用母线分段配线，10kV出线25条线路，其中2条电容补偿线路，10kV线路全部为高压真空断路器。变压器的中性点接地方式是35kV侧无接地，10kV侧的中性点经消弧线圈接地，10kV侧均为电缆出线。因此，在10kV侧均为电缆，故而采用消弧线圈进行补偿。由于10kV主变侧无中性点，故采用了变电站与消弧线圈共用的接地变压器，并可以调整各消弧线圈的容量。本方案以300MVA的短路能力为基础，对短路电流进行了分析，确定了装置的选型。

 主变压器选用有效节能、低损耗、有载调压变压器（S11-35型），容量按供电地区的实际负载及计划负载而定，变压器容量为20MVA。35kV装置采用全封闭的复合绝缘金属铠装式开关柜，箱体内部装有高压真空开关，主变压器是三相双绕组自冷却风机有载调压变压器S11-20000/35，其阻抗电压Uk%=8.35±3×2.5%/10.5kV。10kV装置采用金属铠装移动开关柜，箱体内部装有高电压的真空开关。从测量准确度的角度来看，变压器的测量精度都达到了0.2s级。10kV分段母线配有一套并联电容器和一套消弧线圈设备。

 在大楼楼顶安装接闪网，以防止直接雷击。在35kV、10kV母线、电容器、10kV出线等处，采用具有优良防护性能的金属氧化锌避雷器。35kV区域变电所的调度和管理工作，应当将遥测、遥信、遥控等信息发送到上级220kV变电站。将公用的测控设备，集中于电力监控室内。电力供应采用SBH15-M-630/10变电站的10kV变压器，并将其与10kV的母线相连接。整个变电所里都安装了工作灯和意外灯，在断电情况下，应急照明电路可自动转换到EPS供电系统。

2 35kV变配电所主接线方案

 通过对各种有关数据的分析，发现采用低损失的节电变压器是减少电力损耗的有效途径。当电压偏差达不到规定值时，35kV降压变电站应优先选用有载调压变压器。35kV变电站的主接线通常为单母线、单母线分段、双母线接线、单元接线、内桥、外桥，具体的实现要结合实际情况来确定[2]。35kV变电站的主接线，需要依据变电站在电网中的地位、进线和出线回路数量、设备特点和负载特性来决定。同时还需要满足供电可靠、操作灵活、操作维修方便、节约投资以及方便扩建的需要。

 变电站的主要线路应满足安全可靠、灵活、经济的基本需求。其中，安全包含了设备和人员的安全。可靠度应符合一*负荷和二级负荷对供电可靠性的要求。灵活运用小的开关，可适应多种工况，维修时使用方便，并可以适应负载发展，方便扩展，尽可能简化接线，减少投资，减少占地，降低运行费用。35kV变电站一般有两种类型，一种是户内式，另一种是室外式。户内式操作简单，维修简单，占用空间少。而室外式的建筑成本较低，能安装报警装置，散热状况良好。由此可见，户内式的优势和室外式的优势相辅相成，因为厂房占地面积有限，所以采用了户内布局，即35kV和10kV配电装置，主变压器采用户内安装。

3供电可靠性分析

 电力供应的可靠性是指不中断的电力供应。电力供应中断不但会对化工厂生产造成一定的影响，还会对设备形成损害，严重时会导致人员伤亡、发生爆炸，造成严重的负面影响。比如，电力供应中断对主要生产设备的运行造成影响，严重时会导致关键工序的连续性，造成重大的经济损失，即便是恢复了电力供应，也需要很长一段时间。为了保证供电的可靠性，对这些关键的用电设备，需要采用双回路的供电模式。保证供电质量，保证电压波动的技术指标。

 交流电的频率直接影响到交流电机的工作性能，而频率的变化则会对其速度产生一定的影响。《电能质量电力系统频率偏差》中，对50Hz额定频率的交流电要求标准是其频率与标称值的偏差不允许超出±0.2~±0.5Hz，也就是±0.4%~±1%[3]。电压限制是衡量电网质量的另一个重要指标。电压偏差是指电气装置的实际电压与运行中的额定电压之间的差异。耗电设备对电压偏差有一定的适应性，但当电压偏差*大时，会影响电气设备的性能，甚至会导致设备故障。例如，白炽灯在超过其额定电压5%的情况下运行，则会减去一半的使用寿命。因此，国内对电气设备的电压偏差有明确的规定。如电机的电压偏差不得超过额定电压的±5％，灯泡的电压偏差不得超过额定值的-3％和-2.5％。

4.安科瑞AcrelCloud-1000变电所运维云平台

1概述

基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境场景等需求，实现数据一个*心，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收警报，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。

2应用场所

适用于电信、金融、交通、能源、医疗卫生、文体、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业等行业变配电运行维护系统的新建、扩建和改建。

3系统结构

5 系统功能

用能月报

用能月报支持用户按总用电量、变电站名称、变电站编号等查询所管理站所的用电量，查询跨度可设置为月。

站点监测

站点监测包括概况、运行状态、当日事件记录、当日逐时用电曲线、用电概况。

变压器状态

变压器状态支持用户查询所有或某个站所的变压器功率、负荷率、等运行状态数据，支持按负荷率、功率等升、降序排名。

运维

运维展示当前用户管理的有关变电所在地图上位置及总量信息。

配电图

配电图展示被选中的变电所的配电信息，配电图显示各回路的开关状态、电流等运行状态及信息，支持电压、电流、功率等详细运行参数查询。

监控

监控展示了当前实时画面（直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内信息。

电力运行报表

电力运行报表显示选定站所选定设备各回路采集间隔运行参数和电能抄表的实时值及平均值行统计。

警报信息

对平台所有警报信息进行分析。

任务管理

任务管理页面可以发布巡检或消缺任务，查看巡检或消缺任务的状态和完成情况，可以点击查看任务查看具体的巡检信息。

用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、警报事件等进行统计分析，并列出在该周期内巡检时发现的各类缺陷及处理情况。

APP监测

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”、“缺陷记录”、“文档管理”和“用户报告”七大模块，支持一次图、需量、用电量、、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件警报查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询、用户报告、文档管理等。