一. 摘 要

在“雙碳”目標的驅動下，新能源正逐步取代化石能源，成為構建新型電力系統(tǒng)的核心力量。為保障這一新型電力系統(tǒng)的安全與可靠運行，科學配置微機保護裝置與電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置顯得尤為關鍵。

這些裝置能夠全天候監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)，精準捕捉并記錄故障發(fā)生的位置與性質(zhì)，為運維人員快速排查與處理問題提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。以北京某沼氣發(fā)電站項目為例，通過針對性地部署防孤島保護裝置與電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，不僅為電站的不同環(huán)節(jié)提供了定制化保護，還顯著提升了變電站運行的安全性、可靠性及供電質(zhì)量，有力推動了變電站綜合自動化進程，為實現(xiàn)無人值守或少人值守的現(xiàn)代化運營模式奠定了堅實基礎。

二. 項目案例概況

北京某某污水處理廠位于北京市朝陽區(qū)。是北京市的污水處理廠，也是我國第三大的污水處理廠。北京市每天產(chǎn)生污水250多萬噸，近一半的污水在這里進行處理。高碑店污水處理廠污水系統(tǒng)流域面積96平方公里服務人口240萬人，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。

本項目位于北京市朝陽區(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。電纜進出線方式為下進線下出線。

三. 產(chǎn)品需求

沼氣發(fā)電系統(tǒng)接入用戶配電網(wǎng)會對當?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、電壓波動和電壓不平衡度等方面。同時本項目電站應具備快速檢測孤島并斷開與電網(wǎng)連接的能力。且當10kV線路發(fā)生短路故障時，線路保護應能快速動作，滿足故障時快速可靠切除故障的要求。

3.1 該項目為沼氣發(fā)電，“自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)”，故在進線柜配置AM5SE-IS防孤島保護裝置，實現(xiàn)逆功率保護、失壓保護功能，并與本段發(fā)電并網(wǎng)柜實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖；配置APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測電網(wǎng)側電能質(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線路保護裝置，實現(xiàn)過流、零流等保護功能，并與本段進線及母聯(lián)柜實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。在發(fā)電機柜配置APView500PV電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測發(fā)電側電能質(zhì)量情況，如諧波、電壓偏差、頻率偏差等。當供電系統(tǒng)上產(chǎn)生逆功率、失壓、過流等故障及電能質(zhì)量異常現(xiàn)象時，保護裝置和電能質(zhì)量監(jiān)測裝置都會及時反饋。

這幾款裝置主要通過以下功能實現(xiàn)對高壓柜的設備運行情況實時監(jiān)視和保護：

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三. 產(chǎn)品解決方案

3.1 該沼氣發(fā)電項目共有3個總配電室，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臺內(nèi)燃發(fā)電機組，通過4個并網(wǎng)點，采用10kV電壓等級的單母線分段系統(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 三座工程所設微機保護、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置型號與數(shù)量如下：

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四. 現(xiàn)場安裝圖片

本項目燃氣發(fā)電機組所需電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置組屏安裝，污水區(qū)總變二進線柜裝置組屏安裝，其余產(chǎn)品就地分散安裝在高壓開關柜上，現(xiàn)場安裝如下圖所示，該項目已于2023年送電使用，運行正常。

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五. 結語

全球工業(yè)化與城市化進程持續(xù)推進，溫室氣體大量排放引發(fā)全球變暖，雙碳目標已成為各國應對氣候變化、推進節(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，機組與配網(wǎng)穩(wěn)定運行是能源轉型的關鍵支撐。

微機保護與電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置可全天候感知電網(wǎng)運行狀態(tài)，精準捕捉故障點位、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)電項目，搭配兩類設備形成成套電力保障方案，覆蓋場站各類用電設備，在提升供電穩(wěn)定性、實現(xiàn)配電系統(tǒng)綜合自動化的同時，大幅縮減運維人力投入，助力生物質(zhì)新能源項目安全、高效、低碳運轉。

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