Zusätzlich zu den oben genannten Schutzfunktionen verfügt jedes Mikrocomputer-Schutzmess- und Steuergerät über eine RS485-Schnittstelle. Diese ermöglicht die Kommunikation mit dem Energieüberwachungssystem, die unabhängige Überwachung von Betriebskreisen, die Anzeige des Schaltzustands und eine umfassendere Überwachung der Schaltkreise. Dank der integrierten Hop-Funktion können Anwender optional investieren. Die neu konfigurierten Mikrocomputer-Schutzmess- und Steuergeräte der AM5SE-Serie bieten einen großen Funktionsumfang. Jedes Menü kann wahlweise in Chinesisch oder Englisch konfiguriert werden, was die Bedienung und Wartung vereinfacht.

5. Auslegung einer 10-kV-Anlage

Die neu konfigurierten computerintegrierten Schutz-, Mess- und Steuergeräte der Serie AM5SE sowie die zugehörigen Zeichnungen wurden von Acrel Co., LTD. entwickelt. Der Schaltplan des Sekundärkreises basiert auf den Originalzeichnungen des 10-kV-Hochspannungsschranks. Die Anordnung der Klemmenreihen orientiert sich an dieser Zeichnung, die wiederum den geltenden Vorschriften entsprechen muss. Bei gleicher Lastart sind Klemmen- und Leitungsnummerierung strengen Regeln unterworfen. Die Genauigkeit der Zeichnung ist entscheidend für eine reibungslose Installation und Inbetriebnahme sowie einen sicheren Betrieb.

6. Schutz- und Umwandlungsprozess der Stromversorgung von 6 10-kV-Anlagen

Das 10-kV-Kraftwerk muss die Baubedingungen erfüllen: detaillierter Bauplan und Zeichnungen; Abnahme der neuen Ausrüstung durch die Anlagenleitung; Sicherheitsschulung des Baupersonals; vollständige Bereitstellung von Werkzeugen und Materialien. Der Bau erfolgt strikt nach Plan und Zeichnungen, um einen reibungslosen Ablauf jedes Bauabschnitts zu gewährleisten.

6.1 Hardware-Umwandlung für den Schutz der 10-kV-Anlagenleistung

Die Sanierung einer 10-kV-Anlage besteht im Wesentlichen aus drei Schritten: dem Austausch der Klemmenreihe im Schaltschrank, der Entfernung der alten umfassenden Schutzmess- und Steuerungseinrichtung sowie der Installation und Montage der neuen umfassenden Schutzeinrichtung und der Kabelanordnung.

6.1.1. Ersetzen Sie die Terminalreihe.

Der Austausch von Klemmen muss einzeln erfolgen. Es ist verboten, zwei oder mehr Klemmen gleichzeitig zu ersetzen, um Fehlanschlüsse und damit verbundene Verdrahtungsfehler zu vermeiden. Tauschen Sie daher immer nur die Klemmenreihe in einem Schaltschrank aus, um Fehlverdrahtungen effektiv zu verhindern. AC- und DC-Stromversorgung, Auslösekreis und Signalstromkreis müssen isoliert sein. Die isolierten Klemmen dürfen nicht gelöst werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Achten Sie beim Austausch der Klemmenreihe darauf, dass die ursprüngliche Schleifenanschluss- und Leitungsnummerierung unverändert bleibt, damit die nachfolgenden Verdrahtungs- und Leitungsprüfungsarbeiten reibungslos durchgeführt werden können.

6.1.2 Abriss der alten umfassenden Schutzmess- und Steuerungseinrichtung

Gemäß Bauplan und Zeichnungen sind die zu demontierenden Komponenten zu entfernen. Dazu gehören die alten integrierten Schutz-, Mess- und Steuergeräte, Zwischenrelais in der Schaltanlage, Spannungsrelais, Zeitrelais und weitere Komponenten sowie die zugehörigen Sekundärleitungen. Beim Demontieren ist darauf zu achten, dass die Komponenten nicht beschädigt werden und keine funktionstüchtigen Sekundärleitungen versehentlich entfernt werden. Die Komponenten sind zu sortieren, zu demontieren und zu lagern. Um Unordnung auf der Baustelle zu vermeiden, sind die 6S-Anforderungen zu erfüllen.

6.1.3 Installations- und Montagelinie sowie Kabelanordnung des umfassenden Schutzmess- und Steuergeräts

Aufgrund der unterschiedlichen Abmessungen der neuen und alten Schutzmess- und Steuergeräte entspricht die Einbauöffnung der Schaltschrankfront nicht den Abmessungen des neuen Schutzmess- und Steuergeräts. Die Einbauöffnung muss daher ausgeschnitten und erweitert werden, um das neue Gerät zu installieren und Beschädigungen der Frontplatte beim Ausschneiden zu vermeiden. Für den Anschluss des neuen Geräts ist ein neues Kabel zu verwenden. Alle nicht benötigten Kabel sind zu entfernen, um parasitäre Stromkreise auszuschließen. Die Verdrahtung muss exakt gemäß den Konstruktionszeichnungen erfolgen, um Leckströme, Fehlanschlüsse und Fehlschaltungen zu verhindern. Die Verdrahtung des neuen Geräts muss ordentlich, einheitlich und übersichtlich sein und eine einfache Inspektion und Wartung ermöglichen.

6.2 Schutz der Stromversorgung und Inbetriebnahme der 10-kV-Anlage

Schutz und Fehlersuche gliedern sich in vier Hauptschritte: Prüfung der Sekundärkreise, Funktionsprüfung der Schutzeinrichtung, statische Fehlersuche und Übertragungstest. Prüfen Sie sorgfältig alle Klemmen und Leitungen gemäß den Konstruktionszeichnungen. Achten Sie besonders auf die korrekte Funktion des Stromwandler-Sekundärkreises (CT) hinsichtlich Unterbrechung, Polarität und Verdrahtung. Prüfen Sie außerdem die korrekte Verdrahtung von Telemetrie, Fernkommunikation und Fernsteuerung. Kontrollieren Sie den Gleichstrom-Steuerkreis auf Kurzschlüsse, insbesondere zwischen Erdung und LN. Messen Sie den Isolationswiderstand des Gleichstrom-Steuerkreises (1000 V) und prüfen Sie, ob der Wechsel-/Gleichstromkreis Strom führt. Da die Fremdfirmen mit dem Sekundärkreis des Herstellers nicht vertraut sind, kann es bei der Umrüstung leicht zu Fehlern und Fehlanschlüssen kommen.

Die Wechselspannungs- und Gleichstrom-Regelkreise werden eingeschaltet, um die Funktion jedes einzelnen Kreises zu überprüfen. Prüfen Sie, ob die Telemetrie-, Fernsignal- und Fernsteuersignale korrekt sind, die Messgeräte, Kontrollleuchten, Beleuchtung und Heizkreise ordnungsgemäß funktionieren und die Sprungschutzfunktion des Schalters korrekt ist. Schalten Sie den Regelkreis ein, um die korrekte Verdrahtung jedes einzelnen Kreises weiter zu überprüfen.

Die statische Fehlersuche der Schutzeinrichtung umfasst die Stichprobenprüfung, das Hochladen und Überprüfen der Sollwerte sowie die Funktionsprüfung. Die Leitungsschutzeinrichtung AM5SE-F, die Transformatorschutzeinrichtung AM5SE-T, die Motorschutzeinrichtung AM5SE-M, die Standby-Selbstschalteinrichtung AM5SE-B und die PT-Überwachung werden geprüft, indem Strom an die Sekundärseite des Stromwandlers angelegt und eine analoge Spannung an den PT-Schaltschrankanschluss angelegt wird. Die korrekte Anzeige von Gerät AM5SE-UB, Voltmeter, Amperemeter und Überwachungssystem sowie die korrekte Phasenfolge und Phasenlage des Wechselspannungs- und Wechselstromkreises werden verifiziert. Die Sollwerte werden gemäß der Sollwertvorgabe für die Einzelpaar-Schutzeinrichtung eingestellt und überprüft. Die Funktionsprüfung der Schutzeinrichtung dient der Überprüfung der korrekten Aktionslogik und der Reaktionszeit der mikrocomputergestützten Schutzmess- und Steuergeräte der AM5SE-Serie durch Anlegen analoger Werte. Es dürfen keine Ausfälle oder Fehlfunktionen auftreten, und die Reaktionszeit muss den Anforderungen entsprechen. Die statische Fehlersuche der Schutzeinrichtung gewährleistet, dass die Schutzeinrichtung sensibel auf Fehler reagieren und Alarmsignale sowie Auslösebefehle zuverlässig und schnell ausgeben kann.

Die Datenverbindung zwischen dem umfassenden Schutzmess- und Steuergerät und dem Energieüberwachungssystem ist korrekt, und Betriebszustand, Sollwerte, Ereignisprotokolle und weitere Informationen des Schutzgeräts können in Echtzeit im Hintergrund erfasst werden. Die Anbindung des Schutzgeräts an den Hintergrund verbessert die Verwaltung des Relais-Schutzsystems und den Automatisierungsgrad der Fehlerinformationsverarbeitung.

Der Übertragungstest simuliert die vom Schutzgerät erfasste Fehlermenge. Das Schutzgerät sollte den Auslöseschalter verlassen, um die korrekte Funktion der Schutzlogik, des Auslösekreises und des Signalkreises zu überprüfen. Außerdem wird geprüft, ob der Schalter über den Host-Computer ferngesteuert ordnungsgemäß geöffnet und geschlossen werden kann. Für jede Gruppe von Schutzgeräten ist ein vollständiger Übertragungstest durchzuführen, um die korrekte Funktion der Schutzlogik jedes Schaltschrank-Schutzgeräts, die Auslösung der Schutzausgänge, das ferngesteuerte Öffnen und Schließen sowie die korrekte Signalisierung sicherzustellen.

6.3 Probleme bei der Transformation und Optimierung

Nach Abschluss der Umrüstung des neuen umfassenden Schutz- und Messsystems stellte sich während des Übertragungstests heraus, dass der Schalter nur einmal geschlossen werden konnte. Ein erneutes Schließen war nur nach einem Neustart der Steuerstromversorgung möglich. Die Analyse ergab, dass in der Schließspule des Leistungsschalters kein Schließpunkt vorhanden war. Da das Schließrelais im Schutzsystem die zuverlässige Schließung des Leistungsschalters gewährleisten soll, konnte die Energie des Schließ- und Halterelais nach dem Schließen nicht freigegeben werden, da in diesem Fall kein Schließpunkt in der Schließspule vorhanden war. Daher musste das System neu gestartet werden, damit das Schließ- und Halterelais vor dem nächsten Schließvorgang freigegeben werden konnte. Nach mehreren Rücksprachen mit dem Hersteller des Leistungsschalters und den zuständigen Mitarbeitern des Wasserkraftwerks wurden mehrere Schließpunkte in Reihe vor der Schließspule geschaltet, wodurch die genannten Probleme behoben wurden. Abbildung 2 zeigt am Beispiel des AM5SE-T-Transformator-Schutz- und Messsystems das Sekundärschaltbild des Öffnungs- und Schließkreises des umgebauten Wasserkraftwerks.