中东天然气回收站配电工程中 AM 系列微机保护装置的故障解决与可靠性提升

安科瑞 吕梦怡

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摘 要：微机保护装置能够有效监测电力系统的运行状况，并实时记录电力系统出现故障的类型及参数，从而为故障的快速处理提供有效的参考依据。本文介绍的AM系列微机保护装置针对天然气回收站配电工程不同保护对象提供对应的保护功能，提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班。

关键词：微机保护；监测；可靠性；安全性

1.概述

该天然气回收工程是成都驰俊有限公司承接的配电项目，此公司是一家专注于输配电及控制设备、箱式变电站箱体等产品研发、生产、销售及服务的高新技术企业。公司高度重视质量管理，通过了ISO9001：2015质量管理体系认证（认证编号：117.17 Q0 0034-05 ROS），认证范围涵盖箱式变电站和开关柜的箱体生产、木制包装箱包装服务。同时注重技术创新，积极开展研发工作，在箱式变电站外观设计等领域取得了多项专利成果。

本天然气回收站配电工程位于中东地区。6kV中压开关站中开关柜采用KYN28-12柜型，模块化结构，便于扩展和维护。采用两进线无母联双电源供电系统，具有1面母线PT柜、6面压缩机出线柜、1个备用柜和1面电容器出线柜。项目整体涵盖电流、电压、接地故障等多重保护，符合中压配电系统要求。保护装置分布在开关柜上布置，开关柜在现场就地控制。

2.产品需求及方案

本次针对天然气回收站配电工程中不同对象配置不同微机保护装置，并根据国外供电系统的需求，为其定制符合要求的保护功能及语言显示。整个项目共配置安科瑞11台AM系列微机保护装置，以下为中压就和低压配电室微机保护的上图方案：

图1 中压系统上图

图2 中压配电平面布置图

图3 低压系统上图

该项目在进线柜配置AM6-L线路保护装置，电动机柜配置AM6-M电动机保护装置，电容器出线柜配置AM6-C电容器保护装置，PT柜配置AM6-UB电压监测装置，中压联络柜配置AM6-B备自投保护装置，低压联络柜配置AM5-DB低压备自投装置。这几款微机保护装置主要通过以下保护功能实现对该项目开关柜的设备运行情况实时监视和保护：

3.程序定制化

每个微机保护除了具有不同应用场景所需的功能外，还需要根据项目实际情况，调整部分保护功能的条件定制程序，以满足项目需求。

中压系统中配置的线路保护、电容器保护和电动机保护除需具备速断、过流、零流、过压和欠压等功能，还要集成断路器失灵保护、合闸闭锁及跳闸回路监视等功能。同时这些功能均需具有独立的继电器输出节点，以满足不同电气连锁需求。此外，装置增加故障状态开入量显示功能，用于实时监测其他关联开关柜的运行状态异常情况。

PT柜配置的PT监测装置内部定制母线电压保护功能，该功能与零序电压保护采用独立出口并设置为瞬动节点。调试发现，在母线电压投入且未触发零序电压保护时，该功能继电器输出存在偶发性误动现象。经排查确认非程序及硬件问题后，通过分析装置录波数据、现场送电过程及送电设备，确定故障源于分体式调压器运行不稳定产生严重干扰，导致保护出口误闭合。

对于两进线无母联的供电系统，无论是中压系统还是低压系统都需要在一个进线柜配置线路保护，另一个进线柜配置备自投装置。备自投主要实现检同期合环倒闸和不检同期备自投的功能，是否需要检同期由一个瞬动的按钮控制，该按钮信号接入综保装置的开入量。由于该信号是瞬动性质，为确保备自投过程的完整执行，需在程序中增加可设的返回延时让该信号保持。此外，鉴于中压系统和低压系统所带负载类型存在差异，低压系统的检同期功能还增加了负序电压判据，使同期条件更严格可靠。

针对检同期合环倒闸功能，装置检测到开入“同期并网”状态为合，判断两个进线是否处于同期的状态，即两个进线的电压幅值、相位及频率等参数是否处于设定允许范围内。当确认满足同期条件后，备自投装置先合备用进线断路器，再分主供进线断路器，从而完成电源切换的倒闸操作。该逻辑确保了两电源在严格满足电气参数匹配的前提下实现平稳过渡。针对不检同期备自投功能，当装置检测开入“非同期备投”状态为合，实现进线备自投和进线互投的逻辑。进线备自投模式下两个进线有主备之分，当主用进线失电后，先分断主用进线断路器，再合上备用进线断路器；若主供恢复来电，则先分断备用进线断路器，再合上主用进线断路器。进线互投模式下两个进线没有主备之分，任一进线失电即切换至另一进线供电，且电源恢复后保持现有供电模式不切换。两种模式均确保在非同期条件下的安全电源切换。

4.现场应用

本项目微机保护就地分散安装在各个高、低压开关柜上，现场安装如下图所示，该项目所需保护功能已验证无误。

图4 现场安装图片

4.结语

在电力系统中采用微机保护装置是电网智能化发展的必然趋势。与传统的继电器相比，尽管微机保护的价格偏高，但它能大大提高变电站运行的可靠性、安全性、提高供电质量，有利于实现变电站综合自动化，实现无人或少人值班，以另一种方式大大节约了成本。本文介绍的中东天然气回收站配电工程通过对各个保护对象装设定制化保护装置，不但使整个配电工程实现了综合自动化，还有效地降低了工作人员的劳动强度，提高了设备运行的可靠性。

审核编辑 黄宇