水力発電所の10kV電源保護装置の改修

要約: 10kV プラントの信頼性を向上させるために、オリジナルの統合保護測定および制御装置の電子部品の老朽化が深刻で、自動化レベルが低く、マンマシンインターフェースが不十分で、ソフトウェアフレンドリーで困難なメンテナンス作業が発生しています。水力発電所は 10kV プラントのアップグレードを決定しました。電源保護装置。新しい保護制御装置は、多数の保護機能、使いやすい操作インターフェース、便利な操作とメンテナンスを備えており、水力発電所の電力消費の信頼性の高い動作を向上させ、発電所の安全性と安定性を確保します。

キーワード: 10kV 保護制御装置。信頼性;水力発電所の保護

0 はじめに

水力発電所は広西チワン族自治区の県庁所在地から 15 km 上流に位置しています。これは「西から東への送電」の画期的なプロジェクトであり、中国西部の発展にとって重要なプロジェクトである。水力発電所の建設は2001年7月1日に着工され、2009年末までに全面運転を開始した。設計水位は400メートル、ダムの高さは216.5メートル、ダム上部の長さは836メートル、貯水容量は200メートルである。面積は273億m3、設備容量は630万kW、年間発電量は187億kWhです。建設は 2 段階で完了します。発電所の出力は巨大であるため、社会に大きな影響を与えます。電力供給の品質と電力エネルギーの長期にわたる安全で信頼性の高い供給を確保するために、水力発電所は10kVプラント消費電力の新しい総合保護測定および制御装置を段階的に転換してきました。

1. 10kV プラント電力システムの概要

水力発電所の 10kV システムは低電流接地システムです。配線形式は複数電源独立電源を採用し、セクションI~VIバスはハンドインハンドリングスタンバイとし、電源の信頼性を確保する重要な負荷分散構成を採用しています。10kV 電力システム全体には 7 本の母線があります。セクション I、II、III、I IV、V、VI はそれぞれユニット 1、2、3、4、5、7 の低圧変圧器側から取られています。セクション VII は、セクション I、III、VI 10kV バスのバックアップ電源として使用される外部電源、セキュリティ電源、およびディーゼル発電機の導入ポイントです。プラント内のすべての 10kV 負荷は、分散と独立の原則に従って I ~ VI 母線に均等に分散されます。10kV工場母線に接続される機器は、負荷の性質に応じて配電変圧器、高圧モーター、電圧変圧器、接点開閉器に分けられます。接続されている水力発電所の 10kV 電源系統については図 1 を参照してください。

10KV用保護リレー

図1 10kVプラント電源配線

1. 10kV電源保護装置の再構築理由

10kV 発電所のオリジナルの総合保護測定および制御装置は、輸入された上海 Areva MiCOM-P122 統合保護装置を採用しています。この装置は2007年5月から稼働しています。保護装置の電子部品の老朽化が著しく、保護用の光結合入口部品の損傷が多発しており、発電所の安全かつ安定した生産に影響を及ぼしています。さらに、メーカーは同じタイプのスペアパーツを製造しなくなり、アップグレードデバイスの交換品しか購入できなくなり、保護デバイスのデータは要件を満たしていませんが、スタンバイスイッチ保護のスペアパーツはありません。自動化レベルが高くなく、デジタル化が弱く、デバイス情報管理が不便で、今日の要件を満たすことができず、マンマシンインターフェイスとすべての英語ソフトウェアはフレンドリーではなく、退屈な作業が増え、作業効率が低下します。以上のことを考慮すると、10kV消費電力総合保護計測制御システムの技術変革が必要となる。

3 10kV プラントの電力保護と変電の要件

開閉装置とその設置位置は変更されず、元のフィーダ負荷スイッチ、バス スイッチ、PT キャビネット、内部二次ケーブル、端子列をすべて置き換えます。開閉装置パネルは、新しいデバイスのサイズに応じて再設計および変更されます。新しいデバイスのアクセス電力監視システムと通信インターフェイスのアドレス設定の配線を完了します。変換のプロセスでは、元の保護構成が変更されないまま運用ループが最適化されます。

4 新たな総合保護計測制御装置の選定

新しい統合保護測定および制御装置は、制御、保護、故障波記録、測定、信号警報、開閉量取得および通信機能を統合する必要があります。3 段階の無方向電流保護をコアとして、ラインパラメータの監視および収集機能が装備されており、測定データと保護情報を通信ポートを介して電力監視システムにアップロードして、電力監視システムの自動化を促進できます。流通ネットワーク。水力発電所10kV発電所電源保護装置変電プロジェクトにおける各国サプライヤーの公募入札結果により、アクレル株式会社製計測制御装置AM5SEシリーズが最終的に選定されました。10kVプラント電力バスのさまざまな負荷特性に応じて、AM5SE-Fライン保護測定および制御装置、AM5SE-T変圧器保護監視および制御装置、AM5SE-Mモータ保護測定および制御装置、AM5SE-B自己制御保護計測制御装置、PTキャビネット AM5SE-UB PT監視装置、各機種の保護機能を下表に示します。

保護リレー

モデル

保護機能

AM5SE-F

回線保護計測制御装置

3段過電流保護(低圧でクローズ可能、方向保護可能)、逆時限過電流保護(低圧クローズWで保護可能、2段0次101過電流/逆時限オーバー電流保護、2段ゼロ次1.2 電流/逆時過電流保護、再閉路、加速過電流保護(低電圧閉路による)、過負荷警報、過負荷トリップ、圧力損失トリップ、圧力損失警報、過電圧保護、零次過電圧保護、逆電力保護、低周波負荷軽減・高周波保護(滑り差による)、PT断線警報、制御回路断線警報、過電流ロック機能付きFCループ、無電力保護、CT断線警報、そしてチェックしてください

AM5SE-T

配電保護計測制御装置

3 段階過電流保護 (複合電圧閉鎖によって完了可能)、逆時限過電流保護 (複合電圧ロックによって完了可能)、2 段階ゼロ次 101 過電流保護、2 段階ゼロ次 102 過電流保護、ゼロ次逆時限過電流保護、過負荷警報、過負荷トリップ、PT断線警報、制御回路断線警報、無電源保護、CT断線警報、過電流ロック機能付きFCループ

AM5SE-B

自己投影防止計測制御装置

3セクション過電流保護(複合電圧ロックによる、方向ロック付き)、逆時過電流保護(複合電圧ロックによる)、加速過電流保護(複合電圧ロックによる)、スタンバイ機能(11種類の電源システムをサポート) 、PT断線警報、制御回路断線警報、バス充電保護、再閉路、過負荷結合/警報、2部ゼロ次過電流保護、ゼロ次加速過電流保護、同周期チェック

AM5SE-M

モータ保護計測制御装置

電流保護(起動、運転)、電流2段階保護、逆時保護、2段階逆相保護、負次逆時限保護、2段階ゼロ次過電流保護、高温過負荷、過負荷保護、過負荷警報、過負荷トリップ、遮断保護、長時間始動、無電力保護、PT断線警報、制御回路断線警報、低電圧保護、ゼロ次過電圧警報、過電流ロック機能付きFCループ、電圧不均衡保護、相順保護、電圧相保護、過電圧保護

上記の保護機能に加えて、各マイコン保護測定および制御装置はRS485通信インターフェースを備え、電力監視システムとの通信を実現し、独立動作回路監視機能を実現し、スイッチ状態を実現し、スイッチ回路監視がより完全になります。 ;ホップ機能を内蔵しており、ユーザーは投資するかどうかを選択できます。新構成のマイコン保護計測制御装置AM5SEシリーズの保護機能は豊富で、各メニューは中国語または英語で自由に設定できるため、運用・保守が容易です。

5. 10kVプラントの設計

新構成のAM5SEシリーズコンピュータ統合保護計測制御装置および図面は株式会社アクレルが設計したものです。二次回路の回路図設計は、元の 10kV 高電圧キャビネットの二次図面に基づいている必要があります。端子列のレイアウトは図面設計に基づいており、図面設計は関連規制の要件を満たしている必要があります。同じ負荷特性の図面設計の場合、端子番号と線番号は均一性が高く、一定の規則性があります。図面設計の正確さは、建設と試運転がスムーズに行われ、操業後の生産が安全に行われるかどうかを左右します。

6. 6 10kVプラントの電力保護および変電プロセス

10kV プラントは建設条件、つまり詳細な建設計画と図面を満たさなければなりません。機器管理者は、新しい機器の受け入れを完了する必要があります。建設担当者は安全教育を完了する必要があります。完全なツールと材料。建設は計画と図面に厳密に従って行われ、各リンクのスムーズな完成を保証します。

6.1 10kV プラント電力保護ハードウェアの変革

10kVプラントの改修工事は主に開閉器盤の端子列の交換、旧総合保護計測制御装置の撤去、新総合保護装置の設置・組立ラインとケーブルの配線の3つからなります。

6.1.1.端子列を交換する

端子交換は1つの端子を交換するのに1つずつ交換する必要があります。誤接続、誤配線の原因、スイッチキャビネット内の端子列のみを交換し、誤配線を効果的に防止するために、2つ以上の端子を同時に交換することを禁止します。AC 電源、DC 電源、トリップ回路、信号回路は絶縁を追加し、端子間がショートしないように絶縁し、緩めずに押し込む必要があります。端子列を交換することで、元のループ端子や線番号を変更せず、次の配線や線路確認作業をスムーズに行うことができます。

6.1.2 旧総合防護計測制御装置の解体

工事計画書および図面に基づき、旧統合保護計測制御装置、開閉装置内の中間リレー、電圧リレー、時間リレー等の機器および関連する2次ケーブル等の廃止対象機器を撤去します。分解する際は、コンポーネントへの人為的な損傷や、有用な二次ケーブルを誤って取り外さないように注意してください。建設現場の混乱を防ぐために、コンポーネントの整理と廃止、分類、現地保管の指定、建設現場は6S要件を満たしている必要があります。

6.1.3 総合保護計測制御装置の設置・組立ラインとケーブルの配置

新旧総合保護計測制御装置のサイズが異なるため、配電盤パネルの取り付け窓のサイズが新総合保護計測制御装置のサイズと一致しません。新しい総合保護計測制御装置を設置し、切断時にパネルが削れるのを防ぐために、スイッチキャビネットパネルの取り付け窓を切断して拡張する必要があります。新しい機器に接続するケーブルは新品とし、寄生回路の存在を防ぐために未使用のケーブルはすべて取り外してください。配線は漏電、誤接続、誤開閉を防ぐため、設計図面に厳密に従って行ってください。新しい機器のケーブル配線は、検査やメンテナンスに便利な、すっきりと統一された合理的な配線でなければなりません。

6.2 10 k V プラントの電源保護と試運転

保護とデバッグは主に 2 次ループ線チェック、ループ機能検証、保護デバイスの静的デバッグ、および伝送テストの 4 つのリンクに分かれています。施工図に従って各端子、各回線番号をよくご確認ください。断線のないCT二次回路、PT二次回路、極性と配線が正しいことを確認することに重点を置きます。テレメトリ、リモート通信、リモートコントロールの配線が正しいことを確認してください。DC 制御回路に短絡がないこと、接地回路 LN 間に短絡がないことを確認します。DC 制御回路の絶縁抵抗が要件 (1000 V) を満たしているかを測定します。AC/DC回路に電気が流れているかどうかを測定します。アウトソーシング部門は工場の二次回路に慣れていないため、変換プロセスで見落としたり、接続を誤ったりしやすいことは注目に値します。

AC 電圧および DC 制御ループの電源を入れて、各ループの機能を確認します。テレメトリー、リモート信号、およびリモート制御信号が正しいこと、メーター、表示灯、照明、およびヒーター回路が正常であることを確認します。スイッチ本体のジャンプ防止機能は正常です。制御ループの電源をオンにして、各ループの配線が正しいことをさらに確認します。

保護装置の静的デバッグは、装置の抜き取り検査、固定値のアップロードと確認、装置の機能検査を行います。線路保護装置AM5SE-F、変圧器保護装置AM5SE-T、電動機保護装置AM5SE-M、スタンバイ自己開閉装置AM5SE-B、CT二次側に電流を流し、CTにアナログ電圧を印加してPT監視を確認します。 PTキャビネット端子。デバイス AM5SE-UB、電圧計、電流計、および監視システムが正しく表示され、AC 電圧および AC 電流ループの相順序と位相が正しいことが検証されます。固定値単対保護デバイスに従って固定値を設定し、固定値が正しいことを確認します。保護機能検査は、AM5SEシリーズマイコン保護計測制御装置の動作ロジックと動作時間が正しいことをアナログ量を加算して検証するもので、拒否反応や誤動作がなく、動作時間が要件を満たしていることを確認します。保護装置の静的デバッグにより、保護装置が障害に敏感に反応し、アラーム信号とトリップ指示を確実かつ迅速に送信できることが保証されます。

総合保護計測制御装置と電力監視システム間のデータ接続が正しく行われており、保護装置の動作状況、設定値、イベント記録などの情報をバックグラウンドでリアルタイムに収集できます。保護装置はバックグラウンドに接続されているため、リレー保護システムの管理と障害情報処理の自動化レベルが向上します。

送信テストは、保護装置によって収集された障害の量をシミュレートするためのものであり、保護装置はトリップスイッチから出て、装置の保護ロジック、トリップ回路、および信号回路の正確性を検証する必要があります。ホスト コンピュータの操作を通じて、スイッチがリモートで適切に開閉できることを確認します。各配電盤保護装置の保護ロジック、保護コンセントのトリップ、リモート開閉スイッチ、および正しい信号表示を確認するために、保護装置の各セットに対して完全な伝送テストを実行する必要があります。

6.3 変換と最適化で遭遇する問題

新しい総合保護計測制御装置の改造が完了した後、送信テスト中にスイッチが1回しか閉じられないことが判明しました。再度クローズする場合は、制御電源を再投入してからでないとクローズできません。解析により、遮断器の投入コイルには常閉点が存在しないことが判明しました。投入リレーは遮断器を確実に投入できるように保護装置に設定されているため、このとき遮断器の投入コイルには常閉点がないため、投入後に遮断点がなければ、開閉保持リレーのエネルギーは解放できないため、再起動する必要があり、次の開閉の前に開閉保持リレーを解放できます。遮断器のメーカーや水力発電所の関係者と何度もやり取りした結果、閉路コイルの前に常閉点のセットを直列に接続し、上記の問題を解決しました。AM5SE-T変圧器保護計測制御装置を例に、水力発電所再建の開閉回路の二次図を図2に示します。

10KV保護リレー

図2 AM5SE-T分岐回路の二次図

7 10kV電力監視システムの変遷

配電室全体の動作とデータ収集をリアルタイムで監視するために、水力発電所用に一連の Acrel-2000Z 電力監視システムが構成され、マイコン保護データを電力監視システムにアップロードして電力監視とデータ収集を実現します。 10kV変電所の管理を強化し、自動管理レベルを向上させます。実現できる主な機能は次のとおりです: リアルタイム監視、電気パラメータクエリ、動作レポート、リアルタイムアラーム、履歴イベントクエリ、電力統計レポート、ユーザー権限管理、ネットワークトポロジ、電力品質監視、リモート制御機能、通信管理、障害記録波形、事故リコール、曲線クエリ、Web アクセス、APP アクセス。

8. 結論

水力発電所の 10kV 電力保護装置の変革により、電子部品の深刻な老朽化、低い自動化レベル、不親切なマンマシン インターフェイスとソフトウェア、困難なメンテナンス作業などの問題が解決されました。AM5SEシリーズのマイクロコンピュータ保護測定および制御デバイスの代替品は、より機能的で人間的であり、デバイス液晶はより直感的に電圧、電流サンプリング量、およびさまざまなイベント記録を表示します。デバッグソフトウェア機能は強力で、操作が簡単で、習得が簡単で、フレンドリーなソフトウェアインターフェイスです。操作回路はスイッチの開閉や制御回路の断線を監視する機能を持っています。デバイスパネルのインジケータライトは、スイッチのジャンプ位置と閉状態を直接表示します。操作およびメンテナンス担当者にとっては、より直感的です。構成されたAM5SE-Mモータ保護測定および制御デバイスは、モータの始動/運転状態認識を追加し、始動セクション、運転セクション、2つのセクションの運転およびその他の保護機能を備えています。モーターの始動電流が大きく、簡単に測定できます。誤ったジャンプの問題を引き起こす。保護装置には RS485 通信インターフェイスが装備されており、通信インターフェイスは保護装置間で「手をつないで」接続され、データは Acrel-2000Z 電力監視システムに配信され、保護情報や障害情報の管理を表示するのに便利です。新しい総合保護計測制御装置の改造が開始されて以来、装置は正常に動作しています。新しい包括的保護装置の適用は、豊富な保護機能、フレンドリーな操作インターフェイス、便利な操作とメンテナンスを備えており、水力発電所プラントの信頼性の高い運転を向上させ、プラントの安全性と安定した生産を確保することは明らかであり、これは明らかに重要です。

 

参照

[1] 水力発電所のリレー保護設計のための Nb / T 35010-2013 コード

[2] 発電所の補助電源の設計に関する DL/T 5164-2002 技術コード

[3] GB / T 50171-2012 電気機器設置エンジニアリングのパネル、キャビネットおよび二次回路配線の構造および受け入れに関するコード

[4] 黄金信。龍潭水力発電所10kV補助電源保護装置の変電

[5] ankrui ユーザー変電所の統合自動化および運用保守ソリューション。2021年11月


投稿日時: 2022 年 8 月 17 日