摘要:德國SIEMENS公司生產(chǎn)的 SIPROTEC 7SJ68保護裝置能對泵站饋線、電動機和變壓器等提供保護、監(jiān)視和控制功能。它具有多種硬件結(jié)構(gòu)造型,全中文人機界面、操作面板、獨立的測量CT和冗余星形網(wǎng)絡(luò)通訊方式。本文簡要介紹7SJ68裝置結(jié)構(gòu)組成、功能和使用特點,以及雁棲泵站泵站微機保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和保護功能做出闡述。
關(guān)鍵詞:7SJ68保護裝置;微機保護;功能
泵站作為水利工程的重要設(shè)施,它承擔(dān)起引水灌溉、防洪排澇等重要角色,已經(jīng)成為水利設(shè)施不可分割的一部分。隨著計算機信息化的快速發(fā)展,采用微機保護方式來保障泵站電氣主設(shè)備運行也已成為主流。
泵站微機保護系統(tǒng)是集保護、監(jiān)視與控制為一體的綜合系統(tǒng),主要利用電力系統(tǒng)中某個設(shè)備發(fā)生故障或信號異常等電氣量的變化,根據(jù)實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)來判斷設(shè)備的運行狀況,從而分析故障的性質(zhì)和范圍,保護裝置內(nèi)部作出故障類型的快速反應(yīng)與處理,達到最大程度保護電氣設(shè)備的目的。SIEMENS公司7SJ68系列保護裝置,在具備常用的設(shè)備保護功能同時具有數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制功能。
1 SIEMENS 7SJ68系列保護裝置組成及各單元模塊作用
(1)測量輸入模塊:由CT 和PT 組成。它們采集的數(shù)據(jù)進行變換,反映給保護裝置。
(2)電壓接入方式:可以接入A、B、C三相的相電壓或任意兩路的線電壓和零序電壓,也可以在開口三角的接線方式下可以接入兩路線電壓。7SJ68 的四個或三個PT可以接入三個相電壓和中性點偏移電壓Un,或一個用來實現(xiàn)同步功能的外部電壓信號。
(3)微機處理系統(tǒng)主要由內(nèi)部微機裝置組成。其作用既要處理測量值,也要實現(xiàn)保護、控制各種功能和故障分析。
(4)模數(shù)部分主要由多路復(fù)用器、A/D轉(zhuǎn)換器和存儲元件組成。
(5)裝置前面板。裝置前面板主要有LED液晶顯示集成式面板或分離式面板組成。面板顯示數(shù)據(jù)采集信息等相關(guān)情況,也可以登錄進行修改定值參數(shù),也可以對斷路器等進行控制等。
(6)串行接口。在裝置前面板處配置一個串行接口,用于連接通訊外部設(shè)備,還有其它串行接口同步外部信號源和通訊規(guī)約。
(7)電源。提供裝置運行的正常工作電壓,一般情況電源內(nèi)部配有保護原件(如加裝保險絲)。
2 SIEMENS 7SJ68系列保護裝置特點
(1) 體積小,安裝簡單。7SJ68保護裝置相對于其它保護裝置來說,具有體積小,很多通訊接口集中顯示等特點,可以靈活的安裝在高壓柜面板上,同時也方便拆卸檢修。(2) 系統(tǒng)操作簡單,人機操作界面友好。裝置內(nèi)串口和電腦之間實現(xiàn)通訊,也可以在用戶操作界面上進行系統(tǒng)操作、修改定值參數(shù)和讀取測量值等功能;面板上設(shè)置明顯的運行和故障報警信號燈,便于運行人員巡視檢查。(3)邏輯功能強大,通訊靈敏可靠。內(nèi)部通過復(fù)雜的邏輯關(guān)系,進行設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)分析,判斷設(shè)備運行工況和發(fā)現(xiàn)的故障點;與上位機采用以太網(wǎng)連接,實時進行數(shù)據(jù)和指令傳輸。
3 工程應(yīng)用
(1)工程簡介
雁棲泵站是北京市南水北調(diào)密云水庫調(diào)蓄工程的第八梯級泵站,泵站設(shè)計流量10m3/s,設(shè)置臥式雙吸離心泵3臺,2用1備,單泵設(shè)計流量5m3/s,設(shè)計揚程56.2m。其微機保護系統(tǒng)本著安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟實用的原則進行配置,主要對泵站主機組、進線、變配電和電容補償裝置等設(shè)備的運行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和保護功能。
(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
雁棲泵站微機保護系統(tǒng)系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),整個系統(tǒng)主要由主控單元、現(xiàn)地控制單元組成。具體由監(jiān)控主從機、通訊交換機、7SJ68系列保護裝置等設(shè)備構(gòu)成以太環(huán)網(wǎng)為基礎(chǔ)聯(lián)絡(luò)方式進行數(shù)據(jù)通訊。
主控單元:監(jiān)控主從機負責(zé)狀態(tài)顯示和事故故障信號的分析處理顯示,數(shù)據(jù)庫管理以及記錄;通訊交換機主要負責(zé)進行兩層級間數(shù)據(jù)傳輸。
現(xiàn)地控制單元主要通過各種測量和控制裝置,對泵站電機、進線和變配電設(shè)備等對象進行測量和監(jiān)視和控制。每臺機組配置兩套7SJ68保護裝置(一套為電機饋線保護,另一套為電機補償保護),實現(xiàn)對機組數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和保護等功能。
(3)保護整定值
1)1#-3#電機饋線保護整定值
①過流Ⅱ段:A、B、C三相整定值4.5A,整定時間0.5S,動作情況為跳閘;②過負荷:A、B、C三相整定值3.5A,整定時間20S,動作情況為報警;③低電壓:整定值70V,整定時間0.5S,動作情況為跳閘;④零序過流:整定值0.5A,整定時間0mS,動作情況為跳閘;⑤差動速斷:整定值9.24A,動作情況為跳閘。
2)1#-3#電機補償保護整定值
①過流速斷:A、B、C三相整定值8.7A,整定時間0.2S,動作情況為跳閘;②過流Ⅱ段:A、B、C三相整定值4.4A,整定時間0.5S,動作情況為跳閘;③低電壓:整定值70V,整定時間0.5S,動作情況為跳閘;④過電壓:整定值118V,整定時間9S,動作情況為跳閘。
3)1#-2#受電柜保護整定值
①過流速斷:A、B、C三相整定值18A,整定時間0mS,動作情況為跳閘;②過流Ⅱ段:A、B、C三相整定值11.5A,整定時間0.5S,動作情況為跳閘;③低電壓:整定值70V,整定時間0.5S,動作情況為跳閘。
4)1#-2#變壓器保護整定值
①過流速斷:A、B、C三相整定值35A,整定時間0mS,動作情況為跳閘;②過流Ⅱ段:A、B、C三相整定值3.5A,整定時間0.5S,動作情況為跳閘。
4 結(jié)語
本文對SIEMENS 7SJ68保護裝置的結(jié)構(gòu)作了簡要介紹,并對其功能進行了分析。雁棲泵站微機保護系統(tǒng)自2015年5月投入運行至今,對10kV進線柜、10kV站變柜、主機組饋線和補償柜以及主電機電氣量參數(shù)進行實時監(jiān)控,保護裝置動作靈敏,數(shù)據(jù)精確可靠,為雁棲泵站主電氣設(shè)備運行提供了可靠的保障。SIEMENS 7SJ68保護裝置在雁棲泵站這種大功率設(shè)備成功使用,將為其它泵站微機保護系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。
參考文獻:
[1] 7SJ68中文調(diào)試手冊 https://doc.xuehai.net/b49c8283e1f1345ca980b6ef2-13.html
[2]方輝欽.現(xiàn)代水電廠計算機監(jiān)控技術(shù)與試驗。北京:中國電力出版社,2004.
[3]宋厚清,于國安.大型泵站調(diào)度運行管理系統(tǒng)設(shè)計研究.山東水利,2010.4.
(作者單位:南水北調(diào)江蘇泵站技術(shù)有限公司)
作者簡介:陳永波 (1987.12-), 助理工程師,從事水利工程建設(shè)和運維管理等工作。