一. 摘 要

在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，新能源正逐步取代化石能源，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心力量。為保障這一新型電力系統(tǒng)的安全與可靠運(yùn)行，科學(xué)配置微機(jī)保護(hù)裝置與電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置顯得尤為關(guān)鍵。

這些裝置能夠全天候監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，精準(zhǔn)捕捉并記錄故障發(fā)生的位置與性質(zhì)，為運(yùn)維人員快速排查與處理問(wèn)題提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。以北京某沼氣發(fā)電站項(xiàng)目為例，通過(guò)針對(duì)性地部署防孤島保護(hù)裝置與電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置，不僅為電站的不同環(huán)節(jié)提供了定制化保護(hù)，還顯著提升了變電站運(yùn)行的安全性、可靠性及供電質(zhì)量，有力推動(dòng)了變電站綜合自動(dòng)化進(jìn)程，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守或少人值守的現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)模式奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二. 項(xiàng)目案例概況

北京某某污水處理廠位于北京市朝陽(yáng)區(qū)。是北京市的污水處理廠，也是我國(guó)第三大的污水處理廠。北京市每天產(chǎn)生污水250多萬(wàn)噸，近一半的污水在這里進(jìn)行處理。高碑店污水處理廠污水系統(tǒng)流域面積96平方公里服務(wù)人口240萬(wàn)人，占地68公頃，匯集北京市南部地區(qū)的大部分生活污水、東郊工業(yè)區(qū)區(qū)和化工路的全部污水。

本項(xiàng)目位于北京市朝陽(yáng)區(qū)某某污水處理廠內(nèi)。廠內(nèi)有3座總配電室，分別為xx污水總配電室、xx再生水廠總配電室、xx水廠總配電室。電纜進(jìn)出線方式為下進(jìn)線下出線。

三. 產(chǎn)品需求

沼氣發(fā)電系統(tǒng)接入用戶配電網(wǎng)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，包括諧波、電壓偏差、電壓波動(dòng)和電壓不平衡度等方面。同時(shí)本項(xiàng)目電站應(yīng)具備快速檢測(cè)孤島并斷開(kāi)與電網(wǎng)連接的能力。且當(dāng)10kV線路發(fā)生短路故障時(shí)，線路保護(hù)應(yīng)能快速動(dòng)作，滿足故障時(shí)快速可靠切除故障的要求。

3.1 該項(xiàng)目為沼氣發(fā)電，“自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)”，故在進(jìn)線柜配置AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)逆功率保護(hù)、失壓保護(hù)功能，并與本段發(fā)電并網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖；配置APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)電網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量是否正常，如電壓閃變、電壓中斷、電壓暫降等。

3.2 在并網(wǎng)柜配置AM5SE-F線路保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)過(guò)流、零流等保護(hù)功能，并與本段進(jìn)線及母聯(lián)柜實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。在發(fā)電機(jī)柜配置APView500PV電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)發(fā)電側(cè)電能質(zhì)量情況，如諧波、電壓偏差、頻率偏差等。當(dāng)供電系統(tǒng)上產(chǎn)生逆功率、失壓、過(guò)流等故障及電能質(zhì)量異?，F(xiàn)象時(shí)，保護(hù)裝置和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置都會(huì)及時(shí)反饋。

這幾款裝置主要通過(guò)以下功能實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓柜的設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)視和保護(hù)：

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三. 產(chǎn)品解決方案

3.1 該沼氣發(fā)電項(xiàng)目共有3個(gè)總配電室，分別為再生水區(qū)總變一、再生水區(qū)總變二和污水區(qū)總變二。共安裝4臺(tái)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，通過(guò)4個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，采用10kV電壓等級(jí)的單母線分段系統(tǒng)接入用戶內(nèi)部系統(tǒng)。供電系統(tǒng)圖及配置如下：

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3.2 三座工程所設(shè)微機(jī)保護(hù)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置型號(hào)與數(shù)量如下：

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四. 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

本項(xiàng)目燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組所需電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置組屏安裝，污水區(qū)總變二進(jìn)線柜裝置組屏安裝，其余產(chǎn)品就地分散安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜上，現(xiàn)場(chǎng)安裝如下圖所示，該項(xiàng)目已于2023年送電使用，運(yùn)行正常。

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五. 結(jié)語(yǔ)

全球工業(yè)化與城市化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，溫室氣體大量排放引發(fā)全球變暖，雙碳目標(biāo)已成為各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、推進(jìn)節(jié)能減排的核心路徑。新能源是新型電力系統(tǒng)核心供電主體，機(jī)組與配網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐。

微機(jī)保護(hù)與電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置可全天候感知電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，精準(zhǔn)捕捉故障點(diǎn)位、記錄故障類型，為快速排障提供數(shù)據(jù)支撐。本文依托某沼氣發(fā)電項(xiàng)目，搭配兩類設(shè)備形成成套電力保障方案，覆蓋場(chǎng)站各類用電設(shè)備，在提升供電穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的同時(shí)，大幅縮減運(yùn)維人力投入，助力生物質(zhì)新能源項(xiàng)目安全、高效、低碳運(yùn)轉(zhuǎn)。

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