微机保护装置在10kV供电系统备自投中的设计与应用

摘要：介绍微机型保护装置的特点，阐述Sepam S40系列微机保护装置在两进线一母联运行方式下备自投功能实现。实践证明，采用该装置能减少用电设备停电时间和提高供电系统运行水平。

关键词：微机保护装置;备用电源;自动投入

备自投装置是电力系统中为了提高供电可靠性而装设的自动装置，对提高多电源供电负荷的供电可靠性，保证连续供电有非常重要的作用。随着电网容量的扩大和用电 负荷的增加，电力用户对电网运行水平和供电可靠性的要求越来越高，使得备自投装置在配电网络中应用越来越广泛。

在变电站中靠继电器进行互相投切的备自投装置已经 比较普及，然而随着微机保护技术的不断成熟与完善，微 机保护装置以灵敏可靠的故障响应、高精度的测量、良好 的抗干扰性、强大的通信功能、方便的安装检修维护等优点在电网中得到了广泛的应用，已逐步取代原继电器投切 的备自投装置。

1  微机型保护装置的特点

相比继电器式的备自投装置，微机型保护装置以其特点非常适合现代综合自动化变电站，具体表现如 T：

（1）可以就地或远方进行备用电源的投退。

（2）带有独立的通信口，通过串行通信及通用的通信规约可进行信息上传、远方査询、整定或与PC机连接进 行整定、试验、査询。

（3）具有完善的自检功能和友好的人机界面，并配置 PC机调试软件，使整定、调试、维护极为方便。

（4）可单独应用也可和变电站综合自动化配套应用。

（5）适用于各种接线方式的备用电源自投方式，同时可根据运行方式的变化，不改动装置二次接线，仅通过灵活的内部逻辑编程，就能适应新运行方式下的备用电源自投需要。

2 Sepam S4O在备自投功能的应用

在liokv芙炼线进线电源突然失压造成全厂停电情况下，为避免人工恢复供电时间过长造成的设备或人身安全事故，韶关冶炼厂在*配电室增设10kV电源F13（901）, F21 （902）备用电源与母联（900）备自投装置，且为方便检修，要求具备就地解除手段。为此高压开关柜中配置了施耐德Sepam 系列SW微机保护装置来实现备自投功能。

Sepam系列S40微机保护装置具有齐全的电流电压测量功能，完善的带时限/反时限过电流速断、接地故障、 低电压保护，大屏幕中文液晶显示界面，简单易懂的中文调试软件，10路开关量输入和8路继电器输出，可通过硬件二次回路设计及内部软件设置实现手动/自动的闭锁、 本地/远方功能。

韶关冶炼厂*配电室采用单母分段的接线方式，其备用电源自投功能由2台进线保护装置及1台分段保护装 置共同实现，如图1所示。

图1系统一次主接线图

901装置（电源I线保护装置）引入了电源I线的三相电压及1QF开关状态、电源II线的有压信号和2QF合闸状态辅助触点、手动分闸闭锁的接点。902装置（电源II 线保护装置）引入了电源II线的三相电压及2QF开关状态、电源I线的有压信号和1QF合闸状态辅助触点、手动分闸闭锁的接点。900装置（母联保护装置）引入了母联 3QF开关状态、901装置自投合闸命令接点、902装置自投合闸命令接点。

正常运行时，电源I线电压正常，1QF断路器在合闸 状态，无手动分闸闭锁输入，901装置无保护动作（*）；电源II线电压正常，2QF断路器在合闸状态，无手 动分闸闭锁输入，902装置无保护动作（*）；3QF断 路器在分闸状态，903装置无保护动作（*）；“备自投允许”压板投入。备自投逻辑处于工作状态。

*种运行方式：I母失电（电源I线进线无压、无流 且1QF合闸状态），电源II线进线有压、有流且2QF在合 位，901无闭锁信号（*、无手分闭锁、无TV断线、

“备自投允许”压板投入），跳1QF,确认1QF跳开后发 自投命令给900装置，合3QF。901装置备自投逻辑如图 2所示。

短路电流计算是进行综保整定的前提。本文以该厂石灰石破碎车间配电室为例，其11kV配电系统见图1。

图2 901装置备自投逻辑图

第二种运行方式：II母失电（电源II线进线无压、无流且2QF合闸状态），电源I线进线有压、有流且1QF在合位，902无闭锁信号（*、无手分闭锁、无TV断 线、“备自投允许”压板投入），跳2QF,确认2QF跳开 后发自投命令给900装置，合3QF。902装置备自投逻辑 如图3所示。

图3 902装置备自投逻辑图

当901装置或902装置发自投命令给900装置后，900装置得到自投信号并检测到3QF断路器在分闸状态时，执 行自投动作合3QF。900装置备自投逻辑如图4所示。

图4 900装置备自投逻辑图

闭锁条件：手跳/遥跳断路器、保护动作、TV断线、 无压有流、“备自投投入”压板退出。其中“备自投投 入”压板为备自投装置应具有的就地解除手段。装置一旦闭锁，就需人工复位解锁或装置失电后自动解锁。进线与母联之间的闭锁逻辑如图5所示。

图5进线与母联闭锁逻辑图

故障记录：顺序事件记录SOE中，记录了装置各出 口启动顺序、出口元件的启动时间及返回时间，以便事故 分析，可根据需要通过通信接口上传。

3安科瑞微机保护产品介绍与选型

3.1概述 

AM5系列微机保护测控装置（以下简称装置）集保护、测量、控制于一体，适用于35kV 及以下电压等级的用户终端变电站(所)，可实现用户变电站的保护和测控。应用领域覆盖电 力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。 

装置采用先进成熟可靠的保护原理和算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，通讯采用冗余设计。装置具备独立的高精度电流测量回路，16路开关量采集和10路继 电器输出，能与 Acrel-2000 电力监控软件配合，可以实现无人值班的终端用户变电站配电自动化系统。 

安科瑞微机保护产品选型

3.2 特点

成熟完善的保护功能 

装置针对不同一次设备可以灵活配置不同的保护功能，可以实现 35kV 及以下电压等级 

变配电站保护测控功能，适用于线路、母联、配电变压器、高压电动机、高压电容器等设备的保护和自动控制功能。 

高性能硬软件平台 

装置采用高性能的硬件平台，全部采用工业级元器件，专业的 EMC 设计，配合完善的在 线自检测试程序，采用高性能处理器作为保护 CPU，配置以大容量的 RAM 和 Flash，使本产品具有较强的数据处理、逻辑运算和信息存储能力。 

人性化 

装置采用全汉化大屏幕液晶显示，人机界面清晰易懂； 

灵活、舒适的按钮设计，菜单式操作简单、便捷； 

配备的计算机界面的调试与分析软件，调试及维护简单方便。

丰富的接口资源

8 路交流电流通道、4 路交流电压通道； 

16 路开关量输入通道（交直流两用)、10 路开关量输出通道； 

2 个 RS485 通讯接口、1 个 RS232 维护口、1 个 IRIG-B 对时口。 

灵活方便的接线方式 

AM5 的交流电压输入端口可接相电压，也可接线电压或零序电压或不平衡电压，适应各 

种 PT 接线方式。保护电流和测量电流通道可分别接三相电流；另外两个交流电流通道可以 

接零序电流、不平衡电流或者线路电流。 

透明化

实时记录交流量、开入量、开出量和所有保护模块的状态； 

记录内部各元件动作行为、动作时间和录波数据。 

强大的图形可编程 

采用全图形化编程技术，可以根据需要对装置进行逻辑编程，满足多数用户的要求。如 

果装置在使用过程中需要更换保护功能，只需通过装置的维护端口更新内置逻辑图即可，实 现方式简单灵活。

高可靠性设计

通过 5 项电磁兼容检测认证，电快速瞬变脉冲群、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到 

IV 级标准。 

4 结束语 

韶关冶炼厂*配电室高压10kV供电系统采用Se- pam系列微机保护装置以来，在近一次电源I线突然失 压的情况下，备自投功能启动，另一路备用电源F21迅速 自动投入，避免了因停电可能造成的设备、人身安全事故 和经济损失。这证明了备自投装置在现代企业供电系统中 的重要性和必要性。

参考文献

• GB 50062—2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范 [S]
• 李军学，赵海，机保护装置在10kV供电系统备自投中的应用
• 安科瑞电力监控与保护类产品选型手册,2020.01