微機(jī)保護(hù)裝置在江漢油田項目能源站中的應(yīng)用

摘 要：油田開發(fā)已成為我國增強(qiáng)國力和提高國際地位的一個重要因素，而油田能源站中集中供暖系統(tǒng)機(jī)房的安全運(yùn)行顯得尤為重要。本文介紹的微機(jī)保護(hù)裝置，可以對不同保護(hù)對象提供對應(yīng)的保護(hù)功能，不僅可以使能源站實(shí)現(xiàn)綜合自動化，還可以有效地降低工作人員的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：油田能源站；微機(jī)保護(hù)裝置；自動化；可靠運(yùn)行

0 引言

       微機(jī)保護(hù)是用來對電動機(jī)、變壓器母線、輸配電線路等電氣元件進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)的一種自動化裝置。當(dāng)這些元件發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時，能發(fā)出使故障元件退出運(yùn)行的操作命令，或給值班人員發(fā)出警告信息，它和其它裝置配合工作，可以大大地提高用電系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。

江漢油田項目能源站在運(yùn)行過程中，一旦發(fā)生事故，要求盡快地將故障元件切除，縮小事故范圍，為了避免事故的擴(kuò)大，切除故障元件的時間要求很短，靠值班人員手動操作有時無法辦到，借助微機(jī)保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)。

1 項目概況

      本工程為江漢油田供熱移交改造項目，共有七個能源站。本工程為集中供暖系統(tǒng)機(jī)房，電源進(jìn)線采用WDZ-YJY-6/10kV電力電纜，低壓供電干線采用WDZ-YJY-0.6/1.0kV型電力電纜沿橋架引至各末端配電箱及設(shè)備。設(shè)有6KV開關(guān)柜、變壓器柜和低壓配電柜等，設(shè)置一臺1250KVA非晶合金節(jié)能型低噪聲干式變壓器，變壓器設(shè)置IP30外殼護(hù)罩并帶風(fēng)扇和溫度控制設(shè)備，6kV配電室設(shè)備容量為3718kw，0.4kV配電室設(shè)備容量為923.6kw。變電所采用能量監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)時進(jìn)行系統(tǒng)電力參數(shù)數(shù)據(jù)采集，并通過計算機(jī)實(shí)時監(jiān)視、控制信號該系統(tǒng)通過通訊接口可與BAS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。變壓器采用過流、速斷、單相接地保護(hù)（零序）、變壓器高溫報警和溫跳閘保護(hù)，變壓器低壓側(cè)開關(guān)采用長延時、短延時保護(hù)。在高壓側(cè)及低壓側(cè)分別設(shè)置無功補(bǔ)償裝置，以集中補(bǔ)償形式使高壓側(cè)功率因數(shù)提高到0.95以上。本工程電動機(jī)啟動采用變頻啟動方式，所有變頻器均自帶直流電抗器及EMC濾波器，熱源井深井泵采用軟啟動方式，高壓主機(jī)啟動柜自帶逐時計量電能表，可實(shí)現(xiàn)三相電壓/電流監(jiān)測、單相電壓/電流監(jiān)測、頻率監(jiān)測、有功/無功/視在功率監(jiān)測、逐時計量功能、通訊功能。

2 產(chǎn)品需求

      本次針對江漢油田項目能源站中電動機(jī)啟動柜需要配置電動機(jī)保護(hù)裝置AM5SE-M，主要通過以下保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)對能源站電動機(jī)的運(yùn)行情況實(shí)時監(jiān)視和保護(hù)：

1）過流一段保護(hù)

異步電動機(jī)在啟動過程中電流很大，通常能達(dá)到5～8倍額定電流(Ie)，啟動時間能長達(dá)幾十秒。裝置設(shè)兩個過流一段定值，在啟動過程中采用“啟動時過流一段定值”，該值按躲過電動機(jī)啟動電流整定，等電動機(jī)啟動過程結(jié)束后，自動采用“運(yùn)行時過流一段定值”，該值按電動機(jī)自啟動電流和區(qū)外出口短路時電動機(jī)反饋電流考慮，取兩個電流中的大者。

2）過流二段保護(hù)

在電動機(jī)運(yùn)行過程中，當(dāng)三相電流有一相大于過流保護(hù)的整定值時，經(jīng)延時保護(hù)動作，該功能在電動機(jī)啟動完畢后有效。

3）兩段式負(fù)序過流保護(hù)

當(dāng)電動機(jī)出現(xiàn)三相電壓不平衡、斷相、反相、匝間短路時，會產(chǎn)生負(fù)序電流。裝置設(shè)有兩段定時限負(fù)序過流保護(hù)，均由獨(dú)立控制字選擇功能投退，負(fù)序過流一段用于跳閘，負(fù)序二段用于告警。

4）兩段式零序過流保護(hù)

當(dāng)零序電流大于零序電流定值時，裝置經(jīng)延時保護(hù)動作。裝置設(shè)有兩段式零序過流保護(hù)，均由獨(dú)立控制字實(shí)現(xiàn)投退

5）熱過載保護(hù)

電動機(jī)過負(fù)荷、啟動時間過長、堵轉(zhuǎn)等會產(chǎn)生較大的正序電流；而斷相、不對稱短路、輸入電壓不對稱時會同時產(chǎn)生較大的正序和負(fù)序電流，根據(jù)電動機(jī)定子正序和負(fù)序電流引起的發(fā)熱特征，可對上述故障提供熱過載保護(hù)。

6）過負(fù)荷保護(hù)

電動機(jī)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)超過電機(jī)正常運(yùn)行電流時的保護(hù)。裝置設(shè)有過負(fù)荷告警、過負(fù)荷跳閘保護(hù)，由獨(dú)立控制字實(shí)現(xiàn)功能投退，保護(hù)功能在電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時有效，在啟動過程中失效。

7）堵轉(zhuǎn)保護(hù)

電機(jī)由于負(fù)荷過大或自身機(jī)械原因造成電機(jī)軸被卡住等故障電流很大的保護(hù)。在電動機(jī)啟動過程中堵轉(zhuǎn)保護(hù)閉鎖，電機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后堵轉(zhuǎn)保護(hù)才有效。

8）FC回路配合的過流閉鎖功能

本裝置設(shè)置了大電流閉鎖保護(hù)動作的功能，用于斷路器開斷容量不足或現(xiàn)場為FC回路的情況。當(dāng)故障電流大于電流閉鎖保護(hù)定值時，閉鎖裝置保護(hù)出口，以保證熔斷器首先熔斷。當(dāng)故障電流小于閉鎖保護(hù)定值時，經(jīng)延時開放所有保護(hù)出口。

此外，本裝置還設(shè)有反時限過流保護(hù)、負(fù)序反時限過流保護(hù)、啟動時間過長保護(hù)、非電量保護(hù)、低電壓保護(hù)、電壓不平衡保護(hù)、相序保護(hù)、電壓斷相保護(hù)、過電壓保護(hù)、PT斷線告警、控制回路斷線告警、零序過壓告警功能。

3 產(chǎn)品方案

      整個項目共設(shè)7個能源站，每個能源站的進(jìn)線柜和變壓器柜此次不設(shè)微機(jī)保護(hù)裝置，電動機(jī)柜裝設(shè)電動機(jī)保護(hù)裝置AM5SE-M，以其中一個能源站為例，上圖方案如下：

            每個能源站所設(shè)微機(jī)保護(hù)型號與數(shù)量如下：

4 現(xiàn)場安裝圖片

      本項目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個高壓開關(guān)柜上，現(xiàn)場安裝如下圖所示，該項目已于2019年送電使用，運(yùn)行正常。

圖1 微機(jī)保護(hù)在江漢油田項目現(xiàn)場安裝圖片

5 結(jié)語

      繼電保護(hù)技術(shù)未來的趨勢是向計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著油田的不斷開發(fā)，對油田能源站的電氣二次系統(tǒng)要求也相應(yīng)提高，要求保護(hù)設(shè)備的功能更加齊全，性能更加完善。江漢油田能源站通過對電動機(jī)出線柜裝設(shè)電動機(jī)保護(hù)裝置，不但使能源站實(shí)現(xiàn)了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強(qiáng)度，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品二次原理圖集.2019.7月版

[4] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運(yùn)維解決方案.2020.1月版

作者簡介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用