微机保护装置在江汉油田项目能源站中的应用

摘 要：油田开发已成为我国增强国力、提高国际地位的重要因素，油田能源站集中供热系统机房的安全运行尤为重要。本文介绍的微机保护装置可以为不同的保护对象提供相应的保护功能，不仅可以实现能源站的综合自动化，还可以有效降低员工的劳动强度，提高设备运行的可靠性。

关键词：油田能源站；微机保护装置；自动化；可靠运行

0引言

微机保护是一种自动化装置，用于监测和保护电机、变压器母线、输配电线路等电气元件。当这些元件出现故障或异常运行时，可以发出使故障元件退出运行的操作命令，或向值班人员发出警告信息。配合其他设备，可以大大提高用电系统的安全运行水平。

江汉油田项目能源站在运行过程中，一旦发生事故，需要尽快切除故障元件，缩小事故范围。为了避免事故的扩大，切除故障元件的时间很短，有时由值班人员手动操作，可以在微机保护装置的帮助下实现。

01项目概况

本工程为江汉油田供热转移改造工程，共有7个能源站。本工程为集中供热系统机房，采用电源进线WDZ-YJY-6/10kV电力电缆采用低压供电干线WDZ-YJY-0.6/1.0kV沿桥架引导各端配电箱及设备的型电力电缆。设有6KV1250开关柜、变压器柜、低压配电柜等。KVA设置非晶合金节能低噪声干式变压器IP带风扇和温度控制设备的30外壳护罩，6kV配电室设备容量3718kw，0.4kV配电室设备容量923.6kw。变电站采用能量监控系统，通过计算机实时监控和控制信号，可以实时收集系统的电力参数数据BAS系统联网。变压器采用过流、速断、单相接地保护(零序)、高温报警和温跳闸保护，低压侧开关采用长延迟、短延迟保护。在高压侧及低压侧分别设置无功补偿装置，以集中补偿形式使高压侧功率因数提高到0.95以上。本工程电机启动采用变频启动方式，所有变频器均配备直流电抗器和EMC滤波器、热源井深井泵采用软启动方式，高压主机启动柜具有逐时计量电能表，可实现三相电压/电流监测、单相电压/电流监测、频率监测、有功/无功/视在功率监测、逐时计量功能和通信功能。

02产品需求

江汉油田项目能源站电机启动柜需配置电机保护装置AM5SE-M，能源站电机的运行主要通过以下保护功能进行实时监控和保护：

1)过流保护

异步电机在启动过程中电流很大，通常可以达到额定电流的5~8倍(Ie)，启动时间可长达几十秒。设备设置两个过流定值，启动过程中采用启动过流定值，电机启动过程结束后自动采用运行过流定值，根据电机自启动电流和区外出口短路电机反馈电流，取两个电流中的大。

二、过流二段保护

在电机运行过程中，当三相电流有一相大于过流保护的整定值时，电机启动后延迟保护功能有效。

3)两段过流保护

当电机出现三相电压不平衡、断相、反相和匝间短路时，会产生负序电流。该装置有两个定期限负序过流保护，由独立控制字选择。负序过流一段用于跳闸，负序二段用于报警。

4)两段过流保护

当零序电流大于零序电流定值时，该装置受到延迟保护。该装置配有两段零序过流保护，由独立控制字投回

5)热过载保护

电机过载、启动时间过长、堵塞等会产生较大的正序电流；断相、不对称短路、输入电压不对称会产生较大的正负序电流。根据电机定子正序和负序电流引起的加热特性，可以为上述故障提供热过载保护。

6）过负荷保护

在电机运行过程中，超过电机正常运行电流的保护。该装置配备了过载报警和过载跳闸保护，由独立控制字具有有效的电机运行状态和启动过程中的故障。

7）堵转保护

由于电机负荷过大或自身机械原因，保护电机轴卡住等故障电流。电机启动过程中，电机进入运行状态后，堵转保护有效。

8）FC配合回路的过流闭锁功能

该装置具有大电流闭锁保护功能，用于断路器开关容量不足或现场FC电路的情况。当故障电流大于电流锁保护值时，锁保护出口，以确保熔断器首先熔断。当故障电流小于锁保护值时，所有保护出口延迟打开。

此外，该装置还设有反时限过流保护、负时限过流保护、启动时间过长、非电力保护、低压保护、电压不平衡保护、相序保护、电压断相保护、过压保护PT断线报警、控制电路断线报警、零序过压报警功能。

03产品方案

整个项目共有7个能源站，每个能源站的进线柜和变压器柜没有微机保护装置，电机柜配有电机保护装置AM5SE-M，以其中一个能源站为例，上图如下：

各能源站设置的微机保护型号和数量如下：

图片安装在04现场

本工程微机保护分散安装在各高压开关柜上，现场安装如下图所示，2019年已投入使用，运行正常。

05结语

未来继电保护技术的发展趋势是计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化。随着油田的不断发展，对油田能源站二次电气系统的要求也相应提高，保护设备的功能更加完善，性能更加完善。江汉油田能源站通过电机出线柜安装电机保护装置，不仅实现了能源站的工的劳动强度，提高了设备运行的可靠性。

参考文献

[1] 李蕙.微机保护在泵站改造中的应用[M].排灌机械，2007.

[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11月版

[3] 安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2019.7月版

[4] 安科瑞用户变电站综合自动化和运维解决方案.2020.1月版