基于SIEMENS7SJ68系列保護裝置在雁棲泵站微機保護系統的應用

摘要：德國SIEMENS公司生產的 SIPROTEC 7SJ68保護裝置能對泵站饋線、電動機和變壓器等提供保護、監視和控制功能。它具有多種硬件結構造型，全中文人機界面、操作面板、獨立的測量CT和冗余星形網絡通訊方式。本文簡要介紹7SJ68裝置結構組成、功能和使用特點，以及雁棲泵站泵站微機保護系統結構和保護功能做出闡述。

關鍵詞：7SJ68保護裝置;微機保護;功能

泵站作為水利工程的重要設施，它承擔起引水灌溉、防洪排澇等重要角色，已經成為水利設施不可分割的一部分。隨著計算機信息化的快速發展，采用微機保護方式來保障泵站電氣主設備運行也已成為主流。

泵站微機保護系統是集保護、監視與控制為一體的綜合系統，主要利用電力系統中某個設備發生故障或信號異常等電氣量的變化，根據實時監測的數據來判斷設備的運行狀況，從而分析故障的性質和范圍，保護裝置內部作出故障類型的快速反應與處理，達到最大程度保護電氣設備的目的。SIEMENS公司7SJ68系列保護裝置，在具備常用的設備保護功能同時具有數據采集、監視和控制功能。

1 SIEMENS 7SJ68系列保護裝置組成及各單元模塊作用

（1）測量輸入模塊：由CT 和PT 組成。它們采集的數據進行變換，反映給保護裝置。

（2）電壓接入方式：可以接入A、B、C三相的相電壓或任意兩路的線電壓和零序電壓，也可以在開口三角的接線方式下可以接入兩路線電壓。7SJ68 的四個或三個PT可以接入三個相電壓和中性點偏移電壓Un，或一個用來實現同步功能的外部電壓信號。

（3）微機處理系統主要由內部微機裝置組成。其作用既要處理測量值，也要實現保護、控制各種功能和故障分析。

（4）模數部分主要由多路復用器、A/D轉換器和存儲元件組成。

（5）裝置前面板。裝置前面板主要有LED液晶顯示集成式面板或分離式面板組成。面板顯示數據采集信息等相關情況，也可以登錄進行修改定值參數，也可以對斷路器等進行控制等。

（6）串行接口。在裝置前面板處配置一個串行接口，用于連接通訊外部設備，還有其它串行接口同步外部信號源和通訊規約。

（7）電源。提供裝置運行的正常工作電壓，一般情況電源內部配有保護原件（如加裝保險絲）。

2 SIEMENS 7SJ68系列保護裝置特點

（1） 體積小，安裝簡單。7SJ68保護裝置相對于其它保護裝置來說，具有體積小，很多通訊接口集中顯示等特點，可以靈活的安裝在高壓柜面板上，同時也方便拆卸檢修。（2） 系統操作簡單，人機操作界面友好。裝置內串口和電腦之間實現通訊，也可以在用戶操作界面上進行系統操作、修改定值參數和讀取測量值等功能;面板上設置明顯的運行和故障報警信號燈，便于運行人員巡視檢查。（3）邏輯功能強大，通訊靈敏可靠。內部通過復雜的邏輯關系，進行設備狀態和數據分析，判斷設備運行工況和發現的故障點;與上位機采用以太網連接，實時進行數據和指令傳輸。

3 工程應用

（1）工程簡介

雁棲泵站是北京市南水北調密云水庫調蓄工程的第八梯級泵站，泵站設計流量10m3/s，設置臥式雙吸離心泵3臺，2用1備，單泵設計流量5m3/s，設計揚程56.2m。其微機保護系統本著安全可靠、技術先進、經濟實用的原則進行配置，主要對泵站主機組、進線、變配電和電容補償裝置等設備的運行數據采集、監視、控制和保護功能。

（2）系統結構

雁棲泵站微機保護系統系統采用分層分布式系統結構，整個系統主要由主控單元、現地控制單元組成。具體由監控主從機、通訊交換機、7SJ68系列保護裝置等設備構成以太環網為基礎聯絡方式進行數據通訊。

主控單元：監控主從機負責狀態顯示和事故故障信號的分析處理顯示，數據庫管理以及記錄;通訊交換機主要負責進行兩層級間數據傳輸。

現地控制單元主要通過各種測量和控制裝置，對泵站電機、進線和變配電設備等對象進行測量和監視和控制。每臺機組配置兩套7SJ68保護裝置（一套為電機饋線保護，另一套為電機補償保護），實現對機組數據采集、監視、控制和保護等功能。

（3）保護整定值

1）1#-3#電機饋線保護整定值

①過流Ⅱ段：A、B、C三相整定值4.5A，整定時間0.5S，動作情況為跳閘;②過負荷：A、B、C三相整定值3.5A，整定時間20S，動作情況為報警;③低電壓：整定值70V，整定時間0.5S，動作情況為跳閘;④零序過流：整定值0.5A，整定時間0mS，動作情況為跳閘;⑤差動速斷：整定值9.24A，動作情況為跳閘。

2）1#-3#電機補償保護整定值

①過流速斷：A、B、C三相整定值8.7A，整定時間0.2S，動作情況為跳閘;②過流Ⅱ段：A、B、C三相整定值4.4A，整定時間0.5S，動作情況為跳閘;③低電壓：整定值70V，整定時間0.5S，動作情況為跳閘;④過電壓：整定值118V，整定時間9S，動作情況為跳閘。

3）1#-2#受電柜保護整定值

①過流速斷：A、B、C三相整定值18A，整定時間0mS，動作情況為跳閘;②過流Ⅱ段：A、B、C三相整定值11.5A，整定時間0.5S，動作情況為跳閘;③低電壓：整定值70V，整定時間0.5S，動作情況為跳閘。

4）1#-2#變壓器保護整定值

①過流速斷：A、B、C三相整定值35A，整定時間0mS，動作情況為跳閘;②過流Ⅱ段：A、B、C三相整定值3.5A，整定時間0.5S，動作情況為跳閘。

4 結語

本文對SIEMENS 7SJ68保護裝置的結構作了簡要介紹，并對其功能進行了分析。雁棲泵站微機保護系統自2015年5月投入運行至今，對10kV進線柜、10kV站變柜、主機組饋線和補償柜以及主電機電氣量參數進行實時監控，保護裝置動作靈敏，數據精確可靠，為雁棲泵站主電氣設備運行提供了可靠的保障。SIEMENS 7SJ68保護裝置在雁棲泵站這種大功率設備成功使用，將為其它泵站微機保護系統的設計提供參考。

參考文獻：

[1] 7SJ68中文調試手冊 https：//doc.xuehai.net/b49c8283e1f1345ca980b6ef2-13.html

[2]方輝欽.現代水電廠計算機監控技術與試驗。北京：中國電力出版社，2004.

[3]宋厚清，于國安.大型泵站調度運行管理系統設計研究.山東水利，2010.4.

（作者單位：南水北調江蘇泵站技術有限公司）

作者簡介：陳永波 （1987.12-）， 助理工程師，從事水利工程建設和運維管理等工作。