AM5SE系列微機保護裝置 在鄭州航空港經濟實驗區配電工程中的應用
2026-05-11
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安科瑞 劉邁
摘 要：隨著配電網自動化水平的不斷提高，對保護裝置故障信號的精細化處理提出了更高要求。鄭州地區在配電工程中應用“信號分開"設計理念，即將不同故障類型的信號通過獨立硬接線輸出至信號箱，以實現故障準確定位及通信中斷情況下的可靠告警。本文以河南鄭州航空港經濟實驗區配電網工程為背景，選用AM5SE系列保護裝置，針對不同應用場景配置相應型號，并根據工程需求定制了信號出口分開、斷路器偷跳告警及電氣連鎖等特殊功能。該方案有效提升了供電系統的故障識別能力與運行可靠性，可為同類配電網工程中保護裝置的選型與功能定制提供參考。
關鍵詞：微機保護裝置；信號分開；斷路器偷跳；電氣連鎖
1 概述
河南鄭州航空港經濟實驗區為航空港經濟發展先行區，該工程包括冉村、大馬等城中村、許昌地塊、83號地塊、87號地塊等多個項目。工程要求居民生活中心配、居民生活區域配配置的10kV微機保護測控裝置，微機保護裝置的操作電源采用直流220V，信號上傳至DTU；公用設施專用配微機保護測控裝置的數據信號需要上傳至信號箱；新建配電房10kV開關柜微機保護裝置信號引入DTU/信號箱；新建開閉所微機保護裝置信號引入配網自動化終端。項目整體采用微機保護一體化裝置，實現對居民生活中心配、區域配、公用專用配及開閉所內10kV開關柜的保護、測控及信號的一體化集成。
2 產品需求
2.1 功能需求
針對鄭州地區部分配電工程，對微機保護裝置提出“信號分開"的要求，將這些信號送到信號箱中，實現不同的故障觸發不同的指示燈，如圖1所示。該需求旨在通過細化故障處理提升供電系統的可靠性，主要體現在以下兩點：
（1） 故障的準確定位：每個保護功能所判斷的故障性質和嚴重程度不同，設置每個信號獨立顯示，運維人員可以直觀的判斷故障類型。
（2） “無人值守"更可靠：分開的信號出口采用硬接線的方式直接連接信號箱，哪怕通訊或后臺系統癱瘓，信號箱的故障燈依舊可以準確點亮。
圖1 信號箱原理圖
該項目配置AM5SE系列微機保護，對不同的應用對象配置不同型號的微機保護裝置。其中，進線和饋線配置AM5SE-F線路保護裝置；變壓器出線配置AM5SE-T變壓器保護裝置；母聯柜配置AM5SE-B備自投保護裝置；PT柜配置AM5SE-UB PT監測并列裝置。信號分開及對應的產品功能如下表：
產品圖片 | 產品型號 | 信號分開 | 產品功能 |
| AM5SE-F 線路保護裝置 | X6.1-6.2遙控分閘 X6.3-6.4遙控合閘 X6.5-6.6保護跳閘信號 X6.7-6.8 斷路器偷跳信號 X6.9-6.10彈簧未儲能告警信號 X6.11-6.12 PT斷線告警信號 X6.13-6.14跳閘信號至備投 X6.15-6.16告警信號（預告信號） X6.17-6.18裝置失電（常閉點） X6.21-6.22事故總信號 X6.21-6.24裝置異常 X6.21-6.25控制回路斷線 X6.27-6.29保護跳閘 X6.27-6.28保護合閘 | 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序I01過流/反時限過流保護、兩段式零序I02過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護、過負荷告警、過負荷跳閘、失壓跳閘、失壓告警、過電壓保護、零序過壓保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、PT斷線告警、控制回路斷線告警、彈簧未儲能告警、電氣連鎖、斷路器偷跳告警等 |
AM5SE-T 變壓器保護裝置 | X6.1-6.2 低側零序跳閘 X6.3-6.4 溫控器故障告警信號 X6.5-6.6 保護動作信號 X6.7-6.8 超溫跳閘信號 X6.9-6.10 彈簧未儲能告警信號 X6.11-6.12 PT斷線告警信號 X6.13-6.14高溫告警信號 X6.15-6.16告警信號 X6.17-6.18斷路器偷跳信號 X6.19-6.20高側零序跳閘 X6.21-6.22事故總信號 X6.21-6.24裝置異常（包括裝置失電） X6.21-6.25控制回路斷線 X6.27-6.29保護跳閘 | 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序I01過流/I01反時限過流保護、兩段式零序I02過流/I02反時限過流保護、過負荷告警/跳閘、PT斷線告警、控制回路斷線告警、非電量保護（高溫、超溫等）、零序過壓保護（跳閘/告警）、檢修狀態閉鎖、彈簧未儲能告警、斷路器偷跳告警、電氣連鎖等
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AM5SE-B 備自投保護裝置 | X6.1-6.2 彈簧未儲能告警信號 X6.3-6.4 告警信號（預告信號） X6.5-6.6 保護動作信號 X6.7-6.8 PT斷線告警信號 X6.9-6.10 跳進線1 X6.11-6.12 跳進線2 X6.13-6.14 合進線1 X6.15-6.16 合進線2 X6.17-6.18 裝置失電信號 X6.21-6.22 事故總信號 X6.21-6.24 裝置異常 X6.21-6.25 控制回路斷線 | 三段式過流保護、反時限過流保護、備自投功能（分段備投、進線備投、進線互投、自適應備投、聯切備投）、控制回路斷線告警、彈簧未儲能告警、斷路器偷跳告警、PT斷線告警、電氣連鎖等 | |
AM5SE-UB PT監測并列消諧裝置 | / | I母PT低電壓告警、I母PT過電壓告警、I母PT零序過壓告警、I母PT斷線告警、II母PT低電壓告警、II母PT過電壓告警、II母PT零序過壓告警、II母PT斷線告警、三分頻諧振、二分頻諧振、三倍頻諧振、高頻諧振、基頻諧振、單相接地、PT自動并列解列、PT遙控并列解列 |
2.2 10kV各回路保護配置方案
本期項目10kV回路使用AM5SE系列微機保護測控裝置實現供電系統的保護。下圖為部分上圖方案：
圖2 部分配電室上圖方案
3產品方案
項目中除了常規配置的過流、速斷、零流、備自投、PT斷線、控制回路斷線等功能外，還要求斷路器具備防跳功能，同時保護裝置具備斷路器偷跳判別功能。針對兩進線一母聯的供電系統，進線柜與分段柜之間除通過硬接線實現可靠的電氣連鎖外，還需要在保護裝置中實現電氣連鎖狀態的監測和提醒功能。其中，斷路器偷跳判別功能和電氣連鎖功能需要進行特殊定制。
（1）斷路器偷跳告警功能
斷路器偷跳是指，在無人工操作、繼電保護裝置未動作情況下，斷路器發生的非預期跳閘，屬于設備的固有缺陷現象。針對這一原理，微機保護裝置設計了斷路器偷跳告警的功能。
斷路器初始運行時處于合閘狀態，此時裝置采到“合后位置"信號。若未發生手動分閘、保護跳閘或遙控跳閘的操作，而斷路器處于分閘狀態，則判定為斷路器偷跳，保護裝置發出告警信號，告警指示燈點亮。反之，若發生過手動分閘、保護跳閘或遙控跳閘中的任意一種操作，則斷路器偷跳告警不動作。
圖3 斷路器偷跳邏輯
（2）電氣連鎖功能
針對母聯柜，需采集進線1和進線2斷路器的位置狀態進行邏輯判斷。當進線1和進線2斷路器均處于合閘狀態時，若微機保護裝置觸發重合閘、遙控合閘、手動合閘或備自投合閘中任意一項合閘指令，則經過可設置延時時間后，母聯保護裝置彈出“電氣連鎖動作"的事件記錄。保護功能邏輯如下圖。
圖4 電氣連鎖邏輯
4現場應用
本項目微機保護就地分散安裝在各個開關柜上，現場安裝如下圖所示，該項目所需保護功能已驗證完畢，目前正常運行。
圖5 現場安裝圖片
5 結語
本文結合河南鄭州航空港經濟實驗區配電網工程中的實際需求，分析了10kV微機保護測控裝置的配置方案與功能定制方法。采用“信號分開"設計，將不同故障類型的信號通過獨立硬接線輸出至信號箱，提升了故障準確定位能力及系統運行的可靠性。同時，項目在AM5SE系列保護裝置的基礎上，實現線路、變壓器、母聯及PT柜的保護配置，并根據不同應用需求定制信號出口分開、斷路器偷跳告警及電氣連鎖等功能，該方案能夠滿足鄭州供電系統對保護可靠性、故障可追溯性及無人值守場景下的運行要求，可為同類配電網工程中保護裝置的選型與功能設計提供參考。
參考文獻
[1] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.6月版
[2] 安科瑞35KV以及下變電所智能配電系統設計與產品二次原理圖集.2020.10月版
[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動化與運維解決方案.2021.11月版
