标准规范下载简介
【施耐德白皮书】电子行业科创中心系列白皮书011-电子厂房智能保护和自动控制解决方案.pdfEcotruxure Innovation At Every Level
电子厂房智能保护和自动控制解决方案
Schneider SElectric 施耐德电
随着信息、网络技术的迅速发展，物联网、人工智能、自动驾 驶、虚拟现实...．这些全新的科技正在为人类生活的方方面面 带来巨大改变，这些新科技的实现离不开电子产业的支持。电子 产业是国家安全的基石产业，是未来国家实力的体现，我国的中 国制造2025"计划中明确提出要大力发展半导体产业，各地都在 大力建设电子厂房。电子厂房要求每周7天24小时连续运行，对 共电的连续性、可靠性要求非常高，其供电系统的规模越来越大 结构也越来越复杂，安全可靠的保护和自动控制系统对保证电子 房的安全稳定运行起到了举足轻重的作用
电子厂房的主要生产过程在封闭的一定温度、湿度和洁净的空间中进 行，每周工作7天，每天24小时续生产，自动化程度高GB 4053.2-2009标准下载，维持生产需 要多种气体、化学品、水系统等支持，一停电，连续生产被打乱，需要较 长时间才能恢复，因此供电可靠性要求很高。供电系统的电源通常采用市 电+应急自启动柴油发电机组+不间断电源UPS。市电通常采用来自不 司220kV/20kV变电站的两路市电电源，两路电源互为备用；应急自肩 动柴油发电机组为400V，其发电机组经变压器升压至20kV并机后分 两路分别向20kV的应急母线段供电，在市电失电时为特别重要的厂务 没备、消防设备等提供用电；另外还设置不间断电源，在电力中断或倒闸 操作时为部分工艺、厂务设备、控制设备、网络设备等不充许停电的设备 提供用电，它经市电引入后在20kV母线段并列运行，本别向20kV不间 断电源母线供电。20kV配电系统采用单母线分段的接线方式，以放射式 电缆线路为厂区内的主厂房、综合动力站CUB、废水站、特气站等配电变 电所供电，各配电变电所的降压变压器把电压降到用电设备所需的不同 电压等级完成电能的消费，一般股有208V/380V/400（480)V/6kV/10kV。
图1电子厂房供电系统图
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中压保护要求和典型配置方案
EasergyP系列保护装置是施耐德电气基于最新的数字技术和最成 熟的保护算法，采用统一的硬件平台和模块化设计的综合微机保护装 置。它具有以下特点：
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、电压、电流、功率、频率、热过负荷等保护 专门的电机保护 可集成弧光保护 8段自定义保护 ·灵活的电压通道 检同期功能
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·可根据需求定制保护和控制逻辑 直观监视实时逻辑图 ·动态着色
三.保护系统级差配合设计
三.保护系统级差配合设
基于电子厂房的系统特点，遵循下述设计原则提供电子厂房保 内设计：
基于电子厂房的系统特点，遵循下述设计原则提供电子厂房保护方 案的设计： 保护的可靠性 保护的选授性
电子厂房采用常规定时限级差配合的过电流保护实现保护的选择 性，级差配合的原则是过流保护的设定需要确保距离故障点最近的保护 最先动作，其他的保护设有充足的延时防正误动作，如果距离故障点最 近的保护拒动，如果级差配合正确，则由上一级的保护动作，以此类推直 到电源点，从而可以尽可能地减少受影响的厂站。过流保护通常有三段 无时限电流速断保护（1段）按躲开相邻线路的首端短路电流整定。保护 简单，能瞬时动作，但不能保护线路全长，且保护范围受运行方式影响 大，不能单独作为线路的主保护。带时限电流速断保护（I段）按相邻线 路的无时限电流速断保护整定，动作时限比相邻线路的无时限电流速断 呆护的固有时间大一个时间级差。它能保护线路的全长，灵敏性较好，但 速动性较差。定时限过电流保护（11段）按躲开线路最大负荷电流整定 时限比相邻线路中过流保护中的最大动作时间大一个时限级差。它能保 护线路的全长，也能保护相邻线路的全长，可起到远后备保护的作用
图2过流保护级差配合曲线图
低压系统通常采用集成在框架断路器中的脱扣器实现低 3V/380V/440V（480）回路的速断、过流、过载和接地保护。其保 里是通过断路器的电流超出脱扣器规定的电流值时，过流脱扣器绕
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的电流增大，衔铁吸合；过载时，热过载脱扣器的双金属片受热膨胀后， 弯曲加大。上述的电磁力和热力作用都将带动断路器连杆向上移动，使搭 扣与锁钩脱开，从而使断路器的触点在反力弹簧的作用下断开，切断故 障电路，起到保护的目的。所以低压脱扣器的过流保护的机理并不同于微 机型过流保护，其电流时间动作特性曲线并不是一条线，而是带状区域， 如上图1可以直观看出二者的差异。因此，在保护可靠性和灵敏度要求 高，过流保护级差配合复杂的应用场合，采用微机型过流保护Easergy 1，动作精度高，易于实现级差配合。另外由于微机型过流保护和一次断 路器独立，调试维护都十分灵活方便，尤其适用于对安全可靠性和连续性 运行要求高的领域。 最后，ETAP的仿真功能会仿真系统各种故障，并根据最终确定的过 流保护配合方案确定的保护定值列出保护动作的时序，从而对各种预想 事故下保护的级差配合进行充分验证，保证故障的真正选择性隔离。
图4过流保护级差配合仿真验证
通过从全厂系统的角度合理的设计和仿真验证，使中低压系统的过 流保护能够最大限度地满足快速性、选择性、可靠性和灵敏性的要求，为 电力系统的安全稳定运行保驾护航。
为了保证供电的可靠性，电子厂房供电系统设计采用两路来自不同变 电站220kV/20kV的市电按单母线分段的结构供电，两路电源同时工 作、互为备用。应急柴油发电机输出两路电源在20kV应急母线和市电并 入。正常情况下由两路20kV市电电源分别向两段母线包括应急母线同 时供电，当两路市电均失电时，由应急柴油发电机向两段应急母线供电。 在以上各种不同的运行工况下，不同供电电源之间的切换需要采用自动 空制的方式完成，市电恢复时，进入合环倒闸环节，应急母线段切换回由 市电供电，从而从每个环节保证供电的安全可靠性。如何设计好20kV侧 的自动控制系统成为电子厂房供电系统的重要部分
>一路市电失电 》单路市电带两段母线负荷，另一路市电电源恢复情况 >二路市电失电 >市电恢复 >母线故障 控制应具备通讯接口，与电力监控通信 市电电源向备用电源的切换时间小于100ms
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DB12／T 888.2-2019标准下载图520kV自动控制方案配置图
正常情况下，互为备用的两路20kV市电电源同时工作，母联断路器 处于分位，市电进线断路器和母联断路器间设电气联锁，正常运行时只能 有两个断路器处于合闻状态（该联锁可手动解除）。20kV应急母线段和 市电母线段间设母联断路器，应急进线断路器和母联断路器间设电气联 锁，正常运行时只能有两个断路器处于合闸状态（该联锁可手动解除）， 应急柴油发电机处于停机状态，柴油发电机进线断路器断开，市电断路 器和母联断路器闭合，由市电向应急母线供电
正常运行方式下（两路市电正常，两路市电进线断路器合位，两路市 电之间的母联断路器分位；两路柴发进线断路器分位，市电母线和应急 母线之间的母联断路器合位），控制器进行充电，充电完成后，控制器准 备就绪。当一路市电失电时（失电段母线无压，失电进线无流），跳开失 电进线断路器，确认失电段母线进线断路器分位后，合母联断路器。
两段母线负荷，另一路市电电
单路市电带两段母线运行方式下（一路市电进线断路器合位、两路 市电间母联断路器合位，另一路市电进线断路器分位），当另一路市电进 线恢复供电（另一路市电进线有压），延时跳开母联断路器，确认母联断 路器分位后，合另一路市电进线断路器。
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当检测到两路市电均失电（母线无压，进线无流），跳开两路市电进 线断路器和母联断路器，延时5s向柴油发电机系统发送开机信号，柴油 发电机启动，并机成功后，当检测到柴发进线有压，断开应急母线段和市 电母线段间的母联断路器，确认柴发进线断路器分位、应急母线段和市 电母线段间的母联断路器分位，合柴发进线断路器郑州市交通影响评价编制管理暂行办法(修编)（郑政办[2019]3号 郑州市政府2019年1月），由柴油发电机向各 配电所的应急母线供电
在应急柴油发电机供电模式下，当检测到市电恢复时（市电进线有 玉），经检同期后，手动解除两进线断路器和母联断路器的联锁，先闭合 母联断路器，此时，市电和柴油发电机处于井列运行状态，然后延时5S， 断开应急母线柴油发电机电源进线断路器，配电所内的应急母线切换为 市电供电，同时手动向柴油发电机系统发送停机信号，柴油发电机延时 10s自动停机。