AM5SE 系列微机保护装置 在光伏升压站配电工程中的应用

摘 要：随着配电网自动化水平的不断提高，对保护装置故障信号的精细化处理提出了更高要求。郑州地区在配电工程中应用“信号分开”设计理念，即将不同故障类型的信号通过独立硬接线输出至信号箱，以实现故障准确定位及通信中断情况下的可靠告警。本文以河南郑州航空港经济实验区配电网工程为背景，选用AM5SE系列保护装置，针对不同应用场景配置相应型号，并根据工程需求定制了信号出口分开、断路器偷跳告警及电气连锁等特殊功能。该方案有效提升了供电系统的故障识别能力与运行可靠性，可为同类配电网工程中保护装置的选型与功能定制提供参考。

关键词：微机保护装置；信号分开；断路器偷跳；电气连锁

1 概述

河南郑州航空港经济实验区为航空港经济发展先行区，该工程包括冉村、大马等城中村、许昌地块、83号地块、87号地块等多个项目。工程要求居民生活中心配、居民生活区域配配置的10kV微机保护测控装置，微机保护装置的操作电源采用直流220V，信号上传至DTU；公用设施专用配微机保护测控装置的数据信号需要上传至信号箱；新建配电房10kV开关柜微机保护装置信号引入DTU/信号箱；新建开闭所微机保护装置信号引入配网自动化终端。项目整体采用微机保护一体化装置，实现对居民生活中心配、区域配、公用专用配及开闭所内10kV开关柜的保护、测控及信号的一体化集成。

2 产品需求

2.1 功能需求

针对郑州地区部分配电工程，对微机保护装置提出“信号分开”的要求，将这些信号送到信号箱中，实现不同的故障触发不同的指示灯，如图1所示。该需求旨在通过细化故障处理提升供电系统的可靠性，主要体现在以下两点：

（1）故障的准确定位：每个保护功能所判断的故障性质和严重程度完全不同，设置每个信号独立显示，运维人员可以直观的判断故障类型。

（2）“无人值守”更可靠：分开的信号出口采用硬接线的方式直接连接信号箱，哪怕通讯或后台系统瘫痪，信号箱的故障灯依旧可以准确点亮。

图1 信号箱原理图

该项目配置AM5SE系列微机保护，对不同的应用对象配置不同型号的微机保护装置。其中，进线和馈线配置AM5SE-F线路保护装置；变压器出线配置AM5SE-T变压器保护装置；母联柜配置AM5SE-B备自投保护装置；PT柜配置AM5SE-UB PT监测并列装置。信号分开及对应的产品功能如下表：

2.2 10kV各回路保护配置方案

本期项目10kV回路使用AM5SE系列微机保护测控装置实现供电系统的保护。下图为部分上图方案：

图2 部分配电室上图方案

3产品方案

项目中除了常规配置的过流、速断、零流、备自投、PT断线、控制回路断线等功能外，还要求断路器具备防跳功能，同时保护装置具备断路器偷跳判别功能。针对两进线一母联的供电系统，进线柜与分段柜之间除通过硬接线实现可靠的电气连锁外，还需要在保护装置中实现电气连锁状态的监测和提醒功能。其中，断路器偷跳判别功能和电气连锁功能需要进行特殊定制。

（1）断路器偷跳告警功能

断路器偷跳是指，在无人工操作、继电保护装置未动作情况下，断路器发生的非预期跳闸，属于设备的固有缺陷现象。针对这一原理，微机保护装置设计了断路器偷跳告警的功能。

断路器初始运行时处于合闸状态，此时装置采到“合后位置”信号。若未发生手动分闸、保护跳闸或遥控跳闸的操作，而断路器处于分闸状态，则判定为断路器偷跳，保护装置发出告警信号，告警指示灯点亮。反之，若发生过手动分闸、保护跳闸或遥控跳闸中的任意一种操作，则断路器偷跳告警不动作。

图3 断路器偷跳逻辑

（2）电气连锁功能

针对母联柜，需采集进线1和进线2断路器的位置状态进行逻辑判断。当进线1和进线2断路器均处于合闸状态时，若微机保护装置触发重合闸、遥控合闸、手动合闸或备自投合闸中任意一项合闸指令，则经过可设置延时时间后，母联保护装置弹出“电气连锁动作”的事件记录。保护功能逻辑如下图。

图4 电气连锁逻辑

4现场应用

本项目微机保护就地分散安装在各个开关柜上，现场安装如下图所示，该项目所需保护功能已验证完毕，目前正常运行。

图5 现场安装图片

5 结语

本文结合河南郑州航空港经济实验区配电网工程中的实际需求，分析了10kV微机保护测控装置的配置方案与功能定制方法。采用“信号分开”设计，将不同故障类型的信号通过独立硬接线输出至信号箱，提升了故障准确定位能力及系统运行的可靠性。同时，项目在AM5SE系列保护装置的基础上，实现线路、变压器、母联及PT柜的保护配置，并根据不同应用需求定制信号出口分开、断路器偷跳告警及电气连锁等功能，该方案能够满足郑州供电系统对保护可靠性、故障可追溯性及无人值守场景下的运行要求，可为同类配电网工程中保护装置的选型与功能设计提供参考。