基于SIEMENS7SJ68系列保护装置在雁栖泵站微机保护系统的应用

摘要：德国SIEMENS公司生产的 SIPROTEC 7SJ68保护装置能对泵站馈线、电动机和变压器等提供保护、监视和控制功能。它具有多种硬件结构造型，全中文人机界面、操作面板、独立的测量CT和冗余星形网络通讯方式。本文简要介绍7SJ68装置结构组成、功能和使用特点，以及雁栖泵站泵站微机保护系统结构和保护功能做出阐述。

关键词：7SJ68保护装置;微机保护;功能

泵站作为水利工程的重要设施，它承担起引水灌溉、防洪排涝等重要角色，已经成为水利设施不可分割的一部分。随着计算机信息化的快速发展，采用微机保护方式来保障泵站电气主设备运行也已成为主流。

泵站微机保护系统是集保护、监视与控制为一体的综合系统，主要利用电力系统中某个设备发生故障或信号异常等电气量的变化，根据实时监测的数据来判断设备的运行状况，从而分析故障的性质和范围，保护装置内部作出故障类型的快速反应与处理，达到最大程度保护电气设备的目的。SIEMENS公司7SJ68系列保护装置，在具备常用的设备保护功能同时具有数据采集、监视和控制功能。

1 SIEMENS 7SJ68系列保护装置组成及各单元模块作用

（1）测量输入模块：由CT 和PT 组成。它们采集的数据进行变换，反映给保护装置。

（2）电压接入方式：可以接入A、B、C三相的相电压或任意两路的线电压和零序电压，也可以在开口三角的接线方式下可以接入两路线电压。7SJ68 的四个或三个PT可以接入三个相电压和中性点偏移电压Un，或一个用来实现同步功能的外部电压信号。

（3）微机处理系统主要由内部微机装置组成。其作用既要处理测量值，也要实现保护、控制各种功能和故障分析。

（4）模数部分主要由多路复用器、A/D转换器和存储元件组成。

（5）装置前面板。装置前面板主要有LED液晶显示集成式面板或分离式面板组成。面板显示数据采集信息等相关情况，也可以登录进行修改定值参数，也可以对断路器等进行控制等。

（6）串行接口。在装置前面板处配置一个串行接口，用于连接通讯外部设备，还有其它串行接口同步外部信号源和通讯规约。

（7）电源。提供装置运行的正常工作电压，一般情况电源内部配有保护原件（如加装保险丝）。

2 SIEMENS 7SJ68系列保护装置特点

（1） 体积小，安装简单。7SJ68保护装置相对于其它保护装置来说，具有体积小，很多通讯接口集中显示等特点，可以灵活的安装在高压柜面板上，同时也方便拆卸检修。（2） 系统操作简单，人机操作界面友好。装置内串口和电脑之间实现通讯，也可以在用户操作界面上进行系统操作、修改定值参数和读取测量值等功能;面板上设置明显的运行和故障报警信号灯，便于运行人员巡视检查。（3）逻辑功能强大，通讯灵敏可靠。内部通过复杂的逻辑关系，进行设备状态和数据分析，判断设备运行工况和发现的故障点;与上位机采用以太网连接，实时进行数据和指令传输。

3 工程应用

（1）工程简介

雁栖泵站是北京市南水北调密云水库调蓄工程的第八梯级泵站，泵站设计流量10m3/s，设置卧式双吸离心泵3台，2用1备，单泵设计流量5m3/s，设计扬程56.2m。其微机保护系统本着安全可靠、技术先进、经济实用的原则进行配置，主要对泵站主机组、进线、变配电和电容补偿装置等设备的运行数据采集、监视、控制和保护功能。

（2）系统结构

雁栖泵站微机保护系统系统采用分层分布式系统结构，整个系统主要由主控单元、现地控制单元组成。具体由监控主从机、通讯交换机、7SJ68系列保护装置等设备构成以太环网为基础联络方式进行数据通讯。

主控单元：监控主从机负责状态显示和事故故障信号的分析处理显示，数据库管理以及记录;通讯交换机主要负责进行兩层级间数据传输。

现地控制单元主要通过各种测量和控制装置，对泵站电机、进线和变配电设备等对象进行测量和监视和控制。每台机组配置两套7SJ68保护装置（一套为电机馈线保护，另一套为电机补偿保护），实现对机组数据采集、监视、控制和保护等功能。

（3）保护整定值

1）1#-3#电机馈线保护整定值

①过流Ⅱ段：A、B、C三相整定值4.5A，整定时间0.5S，动作情况为跳闸;②过负荷：A、B、C三相整定值3.5A，整定时间20S，动作情况为报警;③低电压：整定值70V，整定时间0.5S，动作情况为跳闸;④零序过流：整定值0.5A，整定时间0mS，动作情况为跳闸;⑤差动速断：整定值9.24A，动作情况为跳闸。

2）1#-3#电机补偿保护整定值

①过流速断：A、B、C三相整定值8.7A，整定时间0.2S，动作情况为跳闸;②过流Ⅱ段：A、B、C三相整定值4.4A，整定时间0.5S，动作情况为跳闸;③低电压：整定值70V，整定时间0.5S，动作情况为跳闸;④过电压：整定值118V，整定时间9S，动作情况为跳闸。

3）1#-2#受电柜保护整定值

①过流速断：A、B、C三相整定值18A，整定时间0mS，动作情况为跳闸;②过流Ⅱ段：A、B、C三相整定值11.5A，整定时间0.5S，动作情况为跳闸;③低电压：整定值70V，整定时间0.5S，动作情况为跳闸。

4）1#-2#变压器保护整定值

①过流速断：A、B、C三相整定值35A，整定时间0mS，动作情况为跳闸;②过流Ⅱ段：A、B、C三相整定值3.5A，整定时间0.5S，动作情况为跳闸。

4 结语

本文对SIEMENS 7SJ68保护装置的结构作了简要介绍，并对其功能进行了分析。雁栖泵站微机保护系统自2015年5月投入运行至今，对10kV进线柜、10kV站变柜、主机组馈线和补偿柜以及主电机电气量参数进行实时监控，保护装置动作灵敏，数据精确可靠，为雁栖泵站主电气设备运行提供了可靠的保障。SIEMENS 7SJ68保护装置在雁栖泵站这种大功率设备成功使用，将为其它泵站微机保护系统的设计提供参考。

参考文献：

[1] 7SJ68中文调试手册 https：//doc.xuehai.net/b49c8283e1f1345ca980b6ef2-13.html

[2]方辉钦.现代水电厂计算机监控技术与试验。北京：中国电力出版社，2004.

[3]宋厚清，于国安.大型泵站调度运行管理系统设计研究.山东水利，2010.4.

（作者单位：南水北调江苏泵站技术有限公司）

作者简介：陈永波 （1987.12-）， 助理工程师，从事水利工程建设和运维管理等工作。