防孤(gu)島保護裝(zhuang)置和電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置的應用(yong)

摘(zhai) 要(yao)：在“碳達峰(feng)"、“碳(tan)中和"的雙碳背(bei)景下(xia)，為(wei)了避(bi)免化(hua)石(shi)能(neng)源的直接燃(ran)燒(shao)導致氣(qi)候(hou)變化，新能(neng)源將(jiang)作(zuo)為(wei)新型(xing)電(dian)力(li)系統供電(dian)的主體。為(wei)了保證(zheng)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)系統的可靠運(yun)行(xing)，配(pei)置(zhi)微(wei)機(ji)保護裝(zhuang)置和電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置有效監測(ce)電力系(xi)統(tong)的運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，並實時記(ji)錄電力(li)系統(tong)出現故(gu)障的位(wei)置及(ji)性質(zhi)，從(cong)而(er)為(wei)故(gu)障的快速處(chu)理提供有效的參考信息。本文(wen)介(jie)紹的防孤島(dao)保護裝(zhuang)置和電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置，可以針(zhen)對高(gao)碑(bei)店(dian)沼(zhao)氣(qi)發電項(xiang)目(mu)中不(bu)同(tong)的對象提供相(xiang)應的保護，能(neng)大大(da)提高(gao)變電站運(yun)行(xing)的可靠性、安(an)全(quan)性和供電(dian)質(zhi)量，有利於實現變電站綜合自(zi)動(dong)化(hua)，實現無人(ren)或少(shao)人(ren)值班。

關(guan)鍵詞：新(xin)能(neng)源；沼(zhao)氣(qi)發電；防孤島(dao)保(bao)護裝(zhuang)置；電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置

1 項(xiang)目(mu)概況

高(gao)碑(bei)店(dian)汙(wu)水處(chu)理廠(chang)位(wei)於北(bei)京(jing)市(shi)朝(chao)陽(yang)區高(gao)碑(bei)店(dian)鄉境內。是北(bei)京(jing)市(shi)較(jiao)大的汙(wu)水處(chu)理廠(chang)，也(ye)是(shi)我(wo)國(guo)第(di)三大的汙(wu)水處(chu)理廠(chang)。高(gao)碑(bei)店(dian)汙(wu)水處(chu)理廠(chang)壹(yi)期(qi)工(gong)程於2026年01月(yue)10日竣(jun)工投(tou)產，處理能(neng)力50萬(wan)立方米(mi)/d。二期(qi)工(gong)程於1999年年底(di)竣工投(tou)產，處理能(neng)力為(wei)100萬(wan)立方米(mi)/d。北(bei)京(jing)市(shi)每天(tian)產生汙(wu)水 250 多(duo)萬(wan)噸(dun)，近壹半的汙(wu)水在這裏進行處(chu)理。高(gao)碑(bei)店(dian)汙(wu)水處(chu)理廠(chang)汙(wu)水系(xi)統流(liu)域(yu)面積(ji)96平(ping)方(fang)公(gong)裏，服務(wu)人(ren)口240萬(wan)人(ren)，占地(di)68公(gong)頃，匯(hui)集北京(jing)市(shi)南(nan)部(bu)地(di)區的大部分(fen)生活(huo)汙(wu)水、東郊(jiao)工(gong)業(ye)區、化(hua)工路的全部汙(wu)水。

本(ben)項(xiang)目(mu)位(wei)於北(bei)京(jing)市(shi)朝(chao)陽(yang)區高(gao)碑(bei)店(dian)鎮小郊(jiao)亭(ting)社區(qu)小(xiao)郊亭村1號(hao)高(gao)碑(bei)店(dian)汙(wu)水處(chu)理廠(chang)內。高(gao)碑(bei)店(dian)汙(wu)水處(chu)理廠(chang)內有3座總配(pei)電(dian)室，分(fen)別為(wei)高(gao)碑(bei)店(dian)汙(wu)水總配(pei)電(dian)室、高(gao)碑(bei)店(dian)再(zai)生水廠(chang)總配(pei)電(dian)室、高(gao)碑(bei)店(dian)水廠(chang)總配(pei)電(dian)室。電(dian)纜進出線(xian)方(fang)式為(wei)下(xia)進(jin)線(xian)下(xia)出線(xian)。

2 產(chan)品(pin)需求(qiu)

本(ben)沼(zhao)氣(qi)發電系統接(jie)入用(yong)戶配(pei)電(dian)網會(hui)對當(dang)地(di)電網的電能(neng)質(zhi)量產(chan)生壹(yi)定的影響(xiang)，包(bao)括(kuo)諧波(bo)、電壓偏差(cha)、電(dian)壓波(bo)動(dong)和(he)電(dian)壓不(bu)平(ping)衡(heng)度(du)等方(fang)面(mian)。同(tong)時本(ben)項(xiang)目(mu)電(dian)站(zhan)應具(ju)備(bei)快(kuai)速檢(jian)測(ce)孤島並斷(duan)開與(yu)電(dian)網(wang)連接的能(neng)力。且當(dang)10kV線(xian)路發生短(duan)路故(gu)障時，線(xian)路保護應能(neng)快速動(dong)作(zuo)，滿足(zu)故(gu)障時快(kuai)速可(ke)靠切除(chu)故(gu)障的要求。

該項(xiang)目(mu)為(wei)沼(zhao)氣(qi)發電，“自發自用(yong)、余電不(bu)上(shang)網(wang)"，故(gu)在進線(xian)櫃(gui)配(pei)置(zhi)AM5SE-IS防孤(gu)島保(bao)護裝(zhuang)置，實現逆功(gong)率(lv)保護、失(shi)壓保(bao)護功(gong)能(neng)，並與(yu)本段發電並網(wang)櫃(gui)實現電氣(qi)聯鎖(suo)；配(pei)置(zhi)APView500電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置監測(ce)電網側(ce)電(dian)能(neng)質(zhi)量是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)，如電(dian)壓閃變、電壓中斷、電壓暫(zan)降等。在並網(wang)櫃(gui)配(pei)置(zhi)AM5SE-F線(xian)路保護裝(zhuang)置，實現過(guo)流(liu)、零(ling)流(liu)等保(bao)護功(gong)能(neng)，並與(yu)本段進線(xian)及(ji)母(mu)聯(lian)櫃(gui)實現電氣(qi)聯鎖(suo)。在發電機(ji)櫃(gui)配(pei)置(zhi)APView500PV電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置監測(ce)發電側電能(neng)質(zhi)量情(qing)況，如諧波(bo)、電壓偏差(cha)、頻(pin)率(lv)偏差(cha)等。當(dang)供電(dian)系(xi)統上產生逆(ni)功(gong)率(lv)、失壓、過(guo)流(liu)等故(gu)障及(ji)電(dian)能(neng)質(zhi)量異(yi)常(chang)現象時，保(bao)護裝(zhuang)置和電能(neng)質(zhi)量監測(ce)裝(zhuang)置都會(hui)及時反(fan)饋。

這幾(ji)款(kuan)裝(zhuang)置主要通(tong)過(guo)以(yi)下(xia)功(gong)能(neng)實現對高(gao)壓櫃(gui)的設備運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)實時監視(shi)和(he)保護：

產(chan)品(pin)圖(tu)片(pian)

產(chan)品(pin)型(xing)號(hao)

產(chan)品(pin)功(gong)能(neng)

AM5SE-F

線(xian)路保護裝(zhuang)置

三段式過(guo)流(liu)保(bao)護（可(ke)經(jing)低(di)壓閉(bi)鎖(suo)，可(ke)帶方向）、反(fan)時限(xian)過(guo)流(liu)保(bao)護（可(ke)經(jing)低(di)壓閉(bi)鎖(suo)）、兩(liang)段式零(ling)序(xu)I01過(guo)流(liu)/反(fan)時限(xian)過(guo)流(liu)保(bao)護、兩(liang)段式零(ling)序(xu)I02過(guo)流(liu)/反(fan)時限(xian)過(guo)流(liu)保(bao)護、重(zhong)合閘(zha)、後加(jia)速過(guo)流(liu)保(bao)護（可(ke)經(jing)低(di)壓閉(bi)鎖(suo)）、過(guo)負(fu)荷告(gao)警(jing)、過(guo)負(fu)荷跳(tiao)閘(zha)、失壓跳(tiao)閘(zha)、失壓告(gao)警(jing)、過(guo)電(dian)壓保(bao)護、零(ling)序(xu)過(guo)壓保(bao)護、逆(ni)功(gong)率(lv)保護、頻(pin)率(lv)保護（低(di)頻(pin)減載/高(gao)頻保護）、PT斷(duan)線(xian)告(gao)警(jing)、控(kong)制(zhi)回(hui)路斷線(xian)告(gao)警(jing)、FC回(hui)路配(pei)合的過(guo)流(liu)閉(bi)鎖功(gong)能(neng)、檢同(tong)期(qi)

AM5SE-IS

防(fang)孤(gu)島(dao)保(bao)護裝(zhuang)置

兩(liang)段式低(di)電壓、兩(liang)段式過(guo)電(dian)壓、兩(liang)段式低(di)頻保(bao)護、兩(liang)段式高(gao)頻保護、兩(liang)段式逆(ni)功(gong)率(lv)保護、有壓自(zi)動(dong)合閘(zha)、頻率(lv)突(tu)變跳(tiao)閘(zha)功(gong)能(neng)等

APView500

電(dian)能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置

穩態數據(ju)：電(dian)壓、電(dian)流(liu)有效值；有功(gong)、無功(gong)、視(shi)在功(gong)率(lv)/電能(neng)、功(gong)率(lv)因數；電(dian)流(liu)、電(dian)壓不(bu)平(ping)衡(heng)度(du)；電壓偏差(cha)；頻(pin)率(lv)偏差(cha)；2-63次(ci)諧波(bo)；0.5-62.5次間(jian)諧波(bo)；高(gao)頻次諧波(bo)、電壓閃變（短(duan)閃變、長閃變）、電壓波(bo)動(dong)

暫(zan)態(tai)數據(ju)：電(dian)壓中斷；電壓暫(zan)降；電壓暫(zan)升(sheng)

瞬態數據(ju)：電(dian)壓瞬態；電(dian)流(liu)瞬態

APView500PV

電(dian)能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置

穩態數據(ju)：直(zhi)流(liu)分(fen)量；電(dian)壓、電(dian)流(liu)有效值；有功(gong)、無功(gong)、視(shi)在功(gong)率(lv)/電能(neng)、功(gong)率(lv)因數；電(dian)流(liu)、電(dian)壓不(bu)平(ping)衡(heng)度(du)；電壓偏差(cha)；頻(pin)率(lv)偏差(cha)；2-63次(ci)諧波(bo)；0.5-62.5次間(jian)諧波(bo)；高(gao)頻次諧波(bo)、電壓閃變（短(duan)閃變、長閃變）、電壓波(bo)動(dong)

暫(zan)態(tai)數據(ju)：電(dian)壓中斷；電壓暫(zan)降；電壓暫(zan)升(sheng)

3 產品(pin)方案(an)

該沼氣(qi)發電項(xiang)目(mu)共(gong)有3個總配(pei)電(dian)室，分(fen)別為(wei)再生水區(qu)總變壹、再生水區(qu)總變二和汙(wu)水區(qu)總變二。共(gong)安(an)裝(zhuang)4臺內燃發電機(ji)組(zu)，通(tong)過(guo)4個(ge)並網(wang)點，采(cai)用(yong)10kV電壓等級(ji)的單母線(xian)分(fen)段系統(tong)接(jie)入用(yong)戶內部系(xi)統。供電(dian)系(xi)統圖(tu)及(ji)配(pei)置(zhi)如下(xia)：

圖(tu)1 再(zai)生水區(qu)總變壹電氣(qi)總接(jie)線(xian)圖(tu)

圖(tu)2 再(zai)生水區(qu)總變二電氣(qi)總接(jie)線(xian)圖(tu)

圖(tu)3 汙(wu)水區(qu)總變二電氣(qi)總接(jie)線(xian)圖(tu)

本(ben)項(xiang)目(mu)燃(ran)氣(qi)發電機(ji)組(zu)所需電(dian)能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置組(zu)屏(ping)安(an)裝(zhuang)，汙(wu)水區(qu)總變二進線(xian)櫃(gui)裝(zhuang)置組(zu)屏(ping)安(an)裝(zhuang)，其(qi)余產品(pin)就地(di)分散安(an)裝(zhuang)在高(gao)壓開(kai)關(guan)櫃(gui)上，現場(chang)安(an)裝(zhuang)如下(xia)圖(tu)所示(shi)，該項(xiang)目(mu)已於(yu)2023年(nian)送(song)電(dian)使(shi)用(yong)，運(yun)行(xing)正(zheng)常(chang)。

圖(tu)4 裝(zhuang)置就地(di)和組(zu)屏(ping)現場(chang)安(an)裝(zhuang)圖(tu)片(pian)

5 結(jie)語

隨(sui)著(zhe)全球工業(ye)化和(he)城市化的加(jia)快(kuai)，人(ren)類(lei)生活(huo)會(hui)產生大(da)量的溫(wen)室氣(qi)體排放(fang)，導致全球氣(qi)溫(wen)不(bu)斷(duan)上(shang)升(sheng)。為了應對氣(qi)候(hou)的變化，“碳達峰(feng)"、“碳(tan)中和"成為了各(ge)國(guo)實現減排和應對氣(qi)候(hou)變化的主要目(mu)標(biao)和路徑。新能(neng)源作(zuo)為(wei)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)系統供電(dian)的主體，其(qi)系(xi)統(tong)的可靠運(yun)行(xing)是(shi)至(zhi)關(guan)重要的。微(wei)機(ji)保護裝(zhuang)置和電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置能(neng)有效監測(ce)電力系(xi)統(tong)的運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，並實時記(ji)錄電力(li)系統(tong)出現故(gu)障的位(wei)置及(ji)性質(zhi)，從(cong)而(er)為(wei)故(gu)障的快速處(chu)理提供有效的參考信息。本文(wen)介(jie)紹的微(wei)機(ji)保護裝(zhuang)置和電能(neng)質(zhi)量在線(xian)監測(ce)裝(zhuang)置，可以針(zhen)對高(gao)碑(bei)店(dian)沼(zhao)氣(qi)發電項(xiang)目(mu)中不(bu)同(tong)的對象提供相(xiang)應的保障，不(bu)但(dan)提高(gao)了供電(dian)的可靠性，使整(zheng)個配(pei)電(dian)工程實現了綜合自(zi)動(dong)化(hua)，還(hai)有效地(di)降低了工作(zuo)人(ren)員的勞動(dong)強(qiang)度(du)。