微電網保護及安全自動裝置在北京高碑店汙水處理廠沼氣發電項目工程中的應用

hth下载地址 陳聰

   摘 要：在“碳達峰”、“碳中和”的雙碳背景下，為(wei) 了避免化石能源的直接燃燒導致氣候變化，新能源將作為(wei) 新型電力係統供電的主體(ti) 。為(wei) 了保證新型電力係統的可靠運行，配置微機保護裝置和電能質量在線監測裝置有效監測電力係統的運行狀況，並實時記錄電力係統出現故障的位置及性質，從(cong) 而為(wei) 故障的快速處理提供有效的參考信息。本文介紹的防孤島保護裝置和電能質量在線監測裝置，可以針對高碑店沼氣發電項目中不同的對象提供相應的保護，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性和供電質量，有利於(yu) 實現變電站綜合自動化，實現無人或少人值班。

關(guan) 鍵詞：新能源；沼氣發電；防孤島保護裝置；電能質量在線監測裝置

1 項目概況

高碑店汙水處理廠位於(yu) 北京市朝陽區高碑店鄉(xiang) 境內(nei) 。是北京市較大的汙水處理廠，也是我國第三大的汙水處理廠。高碑店汙水處理廠一期工程於(yu) 1993年10月24日竣工投產(chan) ，處理能力50萬(wan) 立方米/d。二期工程於(yu) 1999年年底竣工投產(chan) ，處理能力為(wei) 100萬(wan) 立方米/d。北京市每天產(chan) 生汙水 250 多萬(wan) 噸，近一半的汙水在這裏進行處理。高碑店汙水處理廠汙水係統流域麵積96平方公裏，服務人口240萬(wan) 人，占地68公頃，匯集北京市南部地區的大部分生活汙水、東(dong) 郊工業(ye) 區和化工路的全部汙水。

本項目位於(yu) 北京市朝陽區高碑店鎮小郊亭社區小郊亭村1號高碑店汙水處理廠內(nei) 。高碑店汙水處理廠內(nei) 有3座總配電室，分別為(wei) 高碑店汙水總配電室、高碑店再生水廠總配電室、高碑店水廠總配電室。電纜進出線方式為(wei) 下進線下出線。

2 產(chan) 品需求

本沼氣發電係統接入用戶配電網會(hui) 對當地電網的電能質量產(chan) 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麵。同時本項目電站應具備快速檢測孤島並斷開與(yu) 電網連接的能力。且當10kV線路發生短路故障時，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。

該項目為(wei) 沼氣發電，“自發自用、餘(yu) 電不上網”，故在進線櫃配置AM5SE-IS防孤島保護裝置，實現逆功率保護、失壓保護功能，並與(yu) 本段發電並網櫃實現電氣聯鎖；配置APView500電能質量在線監測裝置監測電網側(ce) 電能質量是否正常，如電壓閃變、電壓中斷、電壓暫降等。在並網櫃配置AM5SE-F線路保護裝置，實現過流、零流等保護功能，並與(yu) 本段進線及母聯櫃實現電氣聯鎖。在發電機櫃配置APView500PV電能質量在線監測裝置監測發電側(ce) 電能質量情況，如諧波、電壓偏差、頻率偏差等。當供電係統上產(chan) 生逆功率、失壓、過流等故障及電能質量異常現象時，保護裝置和電能質量監測裝置都會(hui) 及時反饋。

這幾款裝置主要通過以下功能實現對高壓櫃的設備運行情況實時監視和保護：

3 產(chan) 品方案

該沼氣發電項目共有3個(ge) 總配電室，分別為(wei) 再生水區總變一、再生水區總變二和汙水區總變二。共安裝4台內(nei) 燃發電機組，通過4個(ge) 並網點，采用10kV電壓等級的單母線分段係統接入用戶內(nei) 部係統。供電係統圖及配置如下：

圖1 再生水區總變一電氣總接線圖

圖2 再生水區總變二電氣總接線圖

圖3 汙水區總變二電氣總接線圖

3座工程所設微機保護、電能質量在線監測裝置型號與(yu) 數量如下：

4 現場安裝圖片

本項目燃氣發電機組所需電能質量在線監測裝置組屏安裝，汙水區總變二進線櫃裝置組屏安裝，其餘(yu) 產(chan) 品就地分散安裝在高壓開關(guan) 櫃上，現場安裝如下圖所示，該項目已於(yu) 2023年送電使用，運行正常。

圖4 裝置就地和組屏現場安裝圖片

5 結語

隨著全球工業(ye) 化和城市化的加快，人類生活會(hui) 產(chan) 生大量的溫室氣體(ti) 排放，導致全球氣溫不斷上升。為(wei) 了應對氣候的變化，“碳達峰”、“碳中和”成為(wei) 了各國實現減排和應對氣候變化的主要目標和路徑。新能源作為(wei) 新型電力係統供電的主體(ti) ，其係統的可靠運行是至關(guan) 重要的。微機保護裝置和電能質量在線監測裝置能有效監測電力係統的運行狀況，並實時記錄電力係統出現故障的位置及性質，從(cong) 而為(wei) 故障的快速處理提供有效的參考信息。本文介紹的微機保護裝置和電能質量在線監測裝置，可以針對高碑店沼氣發電項目中不同的對象提供相應的保障，不但提高了供電的可靠性，使整個(ge) 配電工程實現了綜合自動化，還有效地降低了工作人員的勞動強度。

參考文獻

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