微機保護裝置在江漢油田項目能源站中的應用

摘 要：油田開發(fā)已成為我增強力和提高地位的個重要因素，而油田能源站中集中供暖系統(tǒng)機房的安全運行顯得尤為重要。本文介紹的微機保護裝置，可以對不同保護對象提供對應的保護功能，不僅可以使能源站實現(xiàn)綜合自動化，還可以有效地降低工作人員的勞動強度，提高設備運行的可靠性。

關鍵詞：油田能源站；微機保護裝置；自動化；可靠運行

0 引言

       微機保護是用來對電動機、變壓器母線、輸配電線路等電氣元件進行監(jiān)視和保護的種自動化裝置。當這些元件發(fā)生故障或出現(xiàn)不正常運行情況時，能發(fā)出使故障元件退出運行的操作命令，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)的安全運行水平。

江漢油田項目能源站在運行過程中，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，借助微機保護裝置可以實現(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)機房，電源進線采用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備。設有6KV開關柜、變壓器柜和低壓配電柜等，設置臺1250KVA非晶合金節(jié)能型低噪聲干式變壓器，變壓器設置IP30外殼護罩并帶風扇和溫度控制設備，6kV配電室設備容量為3718kw，0.4kV配電室設備容量為923.6kw。變電所采用能量監(jiān)控系統(tǒng)，能實時進行系統(tǒng)電力參數(shù)數(shù)據(jù)采集，并通過計算機實時監(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（零序）、變壓器高溫報警和溫跳閘保護，變壓器低壓側開關采用長延時、短延時保護。在高壓側及低壓側分別設置無功補償裝置，以集中補償形式使高壓側功率因數(shù)提高到0.95以上。本工程電動機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，高壓主機啟動柜自帶逐時計量電能表，可實現(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啟動柜需要配置電動機保護裝置AM5SE-M，主要通過以下保護功能實現(xiàn)對能源站電動機的運行情況實時監(jiān)視和保護：

1）過流段保護

異步電動機在啟動過程中電流很大，通常能達到5～8倍額定電流(Ie)，啟動時間能長達幾十秒。裝置設兩個過流段定值，在啟動過程中采用“啟動時過流段定值”，該值按躲過電動機啟動電流整定，等電動機啟動過程結束后，自動采用“運行時過流段定值”，該值按電動機自啟動電流和區(qū)外出口短路時電動機反饋電流考慮，取兩個電流中的大者。

2）過流二段保護

在電動機運行過程中，當三相電流有相大于過流保護的整定值時，經(jīng)延時保護動作，該功能在電動機啟動完畢后有效。

3）兩段式負序過流保護

當電動機出現(xiàn)三相電壓不平衡、斷相、反相、匝間短路時，會產(chǎn)生負序電流。裝置設有兩段定時限負序過流保護，均由獨立控制字選擇功能投退，負序過流段用于跳閘，負序二段用于告警。

4）兩段式零序過流保護

當零序電流大于零序電流定值時，裝置經(jīng)延時保護動作。裝置設有兩段式零序過流保護，均由獨立控制字實現(xiàn)投退

5）熱過載保護

電動機過負荷、啟動時間過長、堵轉等會產(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)生較大的正序和負序電流，根據(jù)電動機定子正序和負序電流引起的發(fā)熱特征，可對上述故障提供熱過載保護。

6）過負荷保護

電動機運行過程中，出現(xiàn)超過電機正常運行電流時的保護。裝置設有過負荷告警、過負荷跳閘保護，由獨立控制字實現(xiàn)功能投退，保護功能在電機處于運行狀態(tài)時有效，在啟動過程中失效。

7）堵轉保護

電機由于負荷過大或自身機械原因造成電機軸被卡住等故障電流很大的保護。在電動機啟動過程中堵轉保護閉鎖，電機進入運行狀態(tài)后堵轉保護才有效。

8）FC回路配合的過流閉鎖功能

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

此外，本裝置還設有反時限過流保護、負序反時限過流保護、啟動時間過長保護、非電量保護、低電壓保護、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保護、過電壓保護、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7個能源站，每個能源站的進線柜和變壓器柜此次不設微機保護裝置，電動機柜裝設電動機保護裝置AM5SE-M，以其中個能源站為例，上圖方案如下：

            每個能源站所設微機保護型號與數(shù)量如下：

4 現(xiàn)場安裝圖片

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

圖1 微機保護在江漢油田項目現(xiàn)場安裝圖片

5 結語

      繼電保護技術未來的趨勢是向計算機化、網(wǎng)絡化、智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信體化發(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)要求也相應提高，要求保護設備的功能更加齊全，性能更加完善。江漢油田能源站通過對電動機出線柜裝設電動機保護裝置，不但使能源站實現(xiàn)了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度，提高了設備運行的可靠性。

參考文獻

[1] 李蕙.微機保護在泵站改造中的應用[M].排灌機械，2007. 

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11月版

[3] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統(tǒng)設計與產(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器的研發(fā)與應用