• Департамент иностранного бизнеса.|Акрел Ко., ООО
  • kay@acrel-electric.com

Реконструкция УЗО 10кВ ГЭС

Аннотация: В целях повышения надежности электростанции 10 кВ электронные компоненты оригинального комплексного устройства измерения и контроля защиты серьезно стареют, низкий уровень автоматизации, недостаточный человеко-машинный интерфейс и удобное программное обеспечение, сложные работы по техническому обслуживанию. ГЭС решила модернизировать станцию ​​10 кВ. устройство защиты электропитания.Новое устройство защиты и управления имеет многочисленные функции защиты, удобный интерфейс управления, а также удобное управление и обслуживание, что повышает надежность энергопотребления гидроэлектростанции и обеспечивает безопасность и стабильность работы электростанции.

Ключевые слова: устройство защиты и управления напряжением 10 кВ;надежность;защита гидроэлектростанции

0 Введение

Гидроэлектростанция расположена в 15 км вверх по течению от уездного центра Гуанси.Это знаковый проект «Передача электроэнергии с Запада на Восток» и важный проект для развития западного Китая.Строительство ГЭС началось 1 июля 2001 года и полностью введено в эксплуатацию к концу 2009 года. Проектный уровень воды 400 м, высота плотины 216,5 м, длина верха плотины 836 м, емкость водохранилища. составляет 27,3 млрд м³, установленная мощность — 6,3 млн кВт, годовая выработка электроэнергии — 18,7 млрд кВтч.Строительство завершается в два этапа.Из-за огромной выходной мощности электростанции она оказывает большое влияние на общество.Чтобы обеспечить качество электроснабжения, а также долгосрочную безопасную и надежную подачу электроэнергии, ГЭС постепенно преобразовала новое комплексное устройство измерения и контроля защиты электростанции напряжением 10 кВ.

1. Краткое введение в систему электроснабжения электростанции 10 кВ.

Система 10 кВ ГЭС представляет собой слаботочную систему заземления.Его форма проводки предполагает независимый источник питания с несколькими источниками питания, шина секции I ~ VI находится в режиме ожидания «рука об руку», а также важная конфигурация распределения нагрузки для обеспечения надежности электропитания.Вся энергосистема 10кВ имеет 7 шин: секции I, II, III, I IV, V и VI взяты со стороны трансформатора низкого напряжения блоков 1,2,3,4,5 и 7 соответственно;секция VII является точкой ввода внешнего электропитания, охранного электропитания и дизель-генератора, которые используются в качестве резервного электропитания I, III и VI секции 10кВ.Все нагрузки 10 кВ на станции равномерно распределяются по шине I~VI по принципу дисперсии и независимости.Оборудование, подключенное заводской шиной 10 кВ, в зависимости от характера нагрузки подразделяется на распределительный трансформатор, двигатель высокого напряжения, трансформатор напряжения и контактный выключатель.На рисунке 1 показана система электроснабжения 10 кВ гидроэлектростанции.

реле защиты на 10кВ

Рис. 1 Силовая проводка установки 10 кВ

1. Причина реконструкции устройства защиты по мощности 10кВ.

Оригинальное комплексное устройство измерения и контроля защиты электростанции 10 кВ использует импортированное интегрированное защитное устройство Shanghai Areva MiCOM-P122.Оборудование находится в эксплуатации с мая 2007 года. Электронные компоненты устройства защиты серьезно стареют, а элементы входа защитной оптической муфты чаще повреждаются, что влияет на безопасную и стабильную работу электростанции.Кроме того, производитель больше не производит запасные части того же типа, может приобрести только замену устройства для обновления, а данные устройства защиты не соответствуют требованиям, но нет запасных частей для защиты резервного выключателя;уровень автоматизации невысок, слабая цифровизация, неудобное управление информацией об устройствах, не может соответствовать современным требованиям, человеко-машинный интерфейс и все англоязычное программное обеспечение не дружелюбны, что приводит к более утомительной работе и снижает эффективность работы.Учитывая вышеизложенные факторы, необходимо провести техническое преобразование системы измерения и контроля комплексной защиты энергопотребления 10кВ.

3 Требования к силовой защите и трансформации станции 10кВ

Распределительное устройство и его монтажное положение остаются неизменными, заменяются все оригинальные выключатели нагрузки фидера, выключатели шины, шкаф PT, внутренний вторичный кабель и ряд клемм;панель распределительного устройства переработана и модифицирована в соответствии с размерами нового устройства;Завершите подключение новой системы контроля мощности доступа к устройству и набора адресов интерфейса связи.В процессе трансформации рабочий цикл оптимизируется, при этом исходная конфигурация защиты сохраняется неизменной.

4 Выбор нового комплексного оборудования для измерения и контроля защиты

Новое интегрированное устройство измерения и контроля защиты должно объединять функции управления, защиты, записи волны короткого замыкания, измерения, сигнализации, измерения объема переключения и связи.Благодаря трехступенчатой ​​ненаправленной токовой защите в качестве ядра он оснащен функцией мониторинга и сбора параметров линии, а данные измерений и информацию о защите можно загрузить в систему мониторинга мощности через порт связи, чтобы облегчить автоматизацию дистрибьюторская сеть.По результатам публичных торгов национальных поставщиков по проекту трансформации устройства защиты электростанции 10 кВ гидроэлектростанции в конечном итоге было выбрано устройство измерения и контроля серии AM5SE производства Acrel Co., Ltd.В соответствии с различными свойствами нагрузки силовой шины электростанции 10 кВ, устройство измерения и управления защитой линии AM5SE-F, устройство мониторинга и управления защитой трансформатора AM5SE-T, устройство измерения и управления защитой двигателя AM5SE-M, защита самоконтроля AM5SE-B устройство измерения и контроля, шкаф PT AM5SE-UB Устройство контроля PT, функции защиты каждой модели показаны в следующей таблице:

реле защиты

модель

функция защиты

AM5SE-F

Устройство измерения и контроля защиты линии

Трехступенчатая защита от перегрузки по току (может быть закрыта низким давлением, может быть защищена по направлению), ограничение по обратному времени защиты от перегрузки по току (может быть защищено замыканием по низкому давлению W, двухступенчатое ограничение перегрузки по току нулевого порядка 101/обратное время превышения). защита по току, двухступенчатая нулевого порядка 1. 2 Защита от сверхтока по току/обратному времени, повторное включение, ускоренная защита от сверхтока (замыканием по низкому напряжению), сигнализация о перегрузке, отключение при перегрузке, отключение при потере давления, сигнализация о потере давления, защита от перенапряжения, защита от перенапряжения нулевого порядка, защита от обратной мощности, снижение низкочастотной нагрузки / защита от высоких частот (за счет разницы скольжения), сигнализация обрыва PT, сигнализация обрыва цепи управления, петля FC с функцией блокировки перегрузки по току, защита от отключения питания, сигнализация обрыва трансформатора тока, и проверь

AM5SE-Т

Устройство измерения и контроля защиты распределения электроэнергии

Трехступенчатая защита от перегрузки по току (может быть дополнена комбинированным замыканием по напряжению), защита от перегрузки по току с обратным ограничением времени (может быть дополнена комбинированной блокировкой по напряжению), двухступенчатая защита от перегрузки по току нулевого порядка 101, двухступенчатая защита от перегрузки по току нулевого порядка 102 защита, ограничение времени обратного порядка нулевого порядка, защита от перегрузки по току, сигнализация перегрузки, отключение по перегрузке, сигнализация обрыва PT, сигнализация обрыва цепи управления, защита от отсутствия питания, сигнализация обрыва трансформатора тока, петля FC с функцией блокировки перегрузки по току

AM5SE-Б

устройство измерения и контроля самопроецирующей защиты

Трехсекционная защита от перегрузки по току (путем блокировки составного напряжения, с блокировкой направления), защита от перегрузки по току с обратным временем (путем блокировки составного напряжения), ускоренная защита от перегрузки по току (путем блокировки составного напряжения), функция ожидания (поддержка 11 видов систем электропитания) , сигнализация обрыва PT, сигнализация обрыва цепи управления, защита от зарядки шины, повторное включение, соединение / сигнализация о перегрузке, двухсекционная защита от превышения тока нулевого порядка, защита от превышения тока ускорения нулевой последовательности, проверка за тот же период

АМ5СЕ-М

Устройство измерения и контроля защиты двигателя

Защита по току (пуск, работа), двухступенчатая защита по току, защита по обратному времени, двухступенчатая защита обратной последовательности, защита по ограничению времени обратного порядка, двухступенчатая защита по току нулевого порядка, горячая перегрузка, защита от перегрузки, сигнализация перегрузки, отключение по перегрузке, защита от блокировки, длительное время запуска, защита от отсутствия питания, сигнализация обрыва PT, сигнализация обрыва цепи управления, защита от низкого напряжения, сигнализация о повышении напряжения нулевого порядка, контур FC с функцией блокировки перегрузки по току, защита от дисбаланса напряжения, защита последовательности фаз, защита фазы напряжения , защита от перенапряжения

В дополнение к вышеуказанной функции защиты, каждое устройство измерения и управления защитой микрокомпьютера имеет интерфейс связи RS485, реализует связь с системой мониторинга мощности, реализует функцию мониторинга независимой рабочей цепи, реализует состояние переключателя, а контроль цепи переключателя является более полным. ;встроенная функция прыжка, пользователи могут выбирать, инвестировать ли.Недавно сконфигурированное микрокомпьютерное устройство измерения и контроля защиты серии AM5SE обладает богатыми защитными функциями, и каждое меню можно свободно настроить на китайском или английском языке, что способствует эксплуатации и техническому обслуживанию.

5. Проектирование станции 10кВ.

Недавно сконфигурированное компьютерное интегрированное устройство измерения и контроля защиты серии AM5SE, а также чертежи разработаны компанией Acrel Co., LTD.Схематическое проектирование вторичной цепи должно основываться на исходных чертежах вторичной обмотки шкафа высокого напряжения 10 кВ.Расположение рядов клемм основано на чертеже, который должен соответствовать требованиям соответствующих правил.Для чертежей с одинаковым характером нагрузки номер клеммы и номер строки очень однородны и подчиняются определенным правилам.От точности чертежа зависит плавность строительства и ввода в эксплуатацию, а также безопасность производства после эксплуатации.

6. Процесс защиты и преобразования мощности станции 6 10 кВ.

Станция 10кВ должна соответствовать условиям строительства: детальный план строительства и чертежи;менеджеры по оборудованию завершают приемку нового оборудования;строительный персонал для завершения обучения технике безопасности;и полные инструменты и материалы.Строительство ведется в строгом соответствии со схемой и чертежами, чтобы обеспечить плавность выполнения каждого звена.

6.1 Преобразование оборудования защиты электростанции 10 кВ

Реконструкция станции 10 кВ в основном состоит из трех звеньев: замена клеммного ряда в распределительном шкафу, демонтаж старого устройства измерения и контроля комплексной защиты, а также установка, монтажная линия и прокладка кабелей нового устройства комплексной защиты.

6.1.1.Заменить строку терминала

Замену терминала необходимо заменять один за другим, чтобы заменить один терминал;запрещено заменять две или более клемм одновременно, чтобы предотвратить неправильное соединение, вызвать неправильное подключение, заменить ряд клемм в распределительном шкафу отдельно и эффективно предотвратить неправильное подключение;Источник питания переменного тока, источник питания постоянного тока, цепь отключения, сигнальная цепь для дополнительной изоляции должны быть изолированы, чтобы предотвратить короткое замыкание между клеммами, и их следует нажимать, не ослабляя.Чтобы заменить ряд клемм, убедитесь, что исходная клемма контура и номер линии остаются неизменными, а следующий этап работ по подключению и проверке линии может быть выполнен плавно.

6.1.2 Снос старого устройства измерения и контроля комплексной защиты

В соответствии со строительным планом и чертежами удалите компоненты, подлежащие упразднению, включая старые комплексные устройства измерения и контроля защиты, промежуточные реле в распределительном устройстве, реле напряжения, реле времени и другие компоненты, а также соответствующие вторичные кабели.При демонтаже обратите внимание на то, чтобы не допустить искусственного повреждения компонентов и ошибочного отсоединения полезных вторичных кабелей.Организуйте и упраздните компоненты и классифицируйте, определите локальное хранилище, чтобы предотвратить хаос на рабочей площадке, строительная площадка должна соответствовать требованиям 6S.

6.1.3 Установка, сборочная линия и прокладка кабелей устройства измерения и контроля комплексной защиты

Из-за разных размеров новых и старых устройств измерения и контроля комплексной защиты размер установочного окна на панели распределительного шкафа не соответствует размеру нового устройства измерения и контроля комплексной защиты.Установочное окно на панели распределительного шкафа необходимо вырезать и расширить для установки нового комплексного устройства измерения и контроля защиты и предотвращения царапин панели при резке.Кабель, подключенный к новому устройству, должен быть новым, а все неиспользуемые кабели должны быть удалены во избежание возникновения паразитных цепей.Электропроводка должна выполняться в строгом соответствии с проектными чертежами во избежание утечек, неправильного подключения и неправильного переключения.Кабельная разводка нового устройства должна быть аккуратной, унифицированной, разумной, удобной для осмотра и обслуживания.

6.2 Энергозащита и пуско-наладка установки 10 кВ

Защита и отладка в основном разделены на четыре звена: проверка линии вторичного контура, проверка функции шлейфа, статическая отладка устройства защиты и проверка передачи.Тщательно проверьте каждую клемму и каждый номер линии согласно строительным чертежам.Сосредоточьтесь на проверке вторичной цепи трансформатора тока без разрыва цепи, вторичной цепи трансформатора тока, полярности и правильности проводки;проверьте телеметрию, дистанционную связь, проводка пульта дистанционного управления должна быть правильной;проверьте цепь управления постоянным током на отсутствие короткого замыкания, отсутствие короткого замыкания между цепью массы LN;измерить сопротивление изоляции цепи управления постоянным током, соответствующее требованиям (1000 В);измерить, есть ли в цепи переменного/постоянного тока электричество.Стоит отметить, что, поскольку аутсорсинговое подразделение не знакомо со вторичной цепью завода, его легко пропустить и неправильно подключить в процессе трансформации.

Контуры управления переменным напряжением и постоянным током включаются для проверки функций каждого контура.Проверить правильность сигналов телеметрии, телесигнализации и дистанционного управления, исправность счетчиков, световых индикаторов, цепей освещения и обогревателя;Функция защиты от прыжков корпуса переключателя правильная.Включите питание контура управления, чтобы дополнительно убедиться в правильности подключения каждого контура.

Статическая отладка защитного устройства заключается в проведении выборочной проверки устройства, загрузке и проверке фиксированного значения, а также функциональной проверке устройства.Проверьте устройство защиты линии AM5SE-F, устройство защиты трансформатора AM5SE-T, устройство защиты двигателя AM5SE-M, резервное самопереключающее устройство AM5SE-B и контроль трансформатора тока путем подачи тока на вторичную обмотку трансформатора тока и подачи аналогового напряжения на терминал шкафа PT.Устройство AM5SE-UB, вольтметр, амперметр и система мониторинга отображаются правильно, а последовательность фаз и фаза переменного напряжения и контура переменного тока проверены на правильность.Установите фиксированное значение в соответствии с однопарным защитным устройством с фиксированным значением и проверьте его, чтобы убедиться, что фиксированное значение правильное.Проверка функции защиты заключается в проверке правильности логики действия и времени действия устройства измерения и управления защитой микрокомпьютера серии AM5SE путем добавления аналоговой величины, не будет никаких отклонений и неисправностей, а время действия должно соответствовать требованиям.Статическая отладка устройства защиты гарантирует, что устройство защиты может чутко реагировать на неисправности и надежно и быстро отправлять сигналы тревоги и инструкции по отключению.

Соединение для передачи данных между комплексным устройством измерения и управления защитой и системой мониторинга мощности правильное, а рабочее состояние, значение настройки, запись событий и другая информация на устройстве защиты могут собираться в режиме реального времени в фоновом режиме.Устройство защиты подключается к фону, что улучшает управление системой релейной защиты и уровень автоматизации обработки информации о неисправностях.

Тест передачи предназначен для моделирования количества ошибок, собранных устройством защиты, и устройство защиты должно выйти из выключателя, чтобы проверить правильность логики защиты устройства, цепи отключения и сигнальной цепи;и проверить, что переключатель может быть правильно открыт и закрыт удаленно с помощью главного компьютера.Для каждого набора защитных устройств необходимо провести полное испытание передачи, чтобы убедиться в правильности логики защиты каждого защитного устройства распределительного шкафа, срабатывания защитной розетки, дистанционного выключателя размыкания и включения, а также правильной индикации сигнала.

6.3 Проблемы, возникающие при трансформации и оптимизации

После завершения трансформации нового комплексного устройства измерения и контроля защиты во время испытания передачи было обнаружено, что переключатель можно замкнуть только один раз.Если он снова был закрыт, его можно было закрыть только после перезапуска источника питания управления.В результате анализа установлено, что во включающей катушке выключателя нет нормально замкнутой точки.Поскольку в защитном устройстве установлено включающее реле, обеспечивающее надежное включение выключателя, в это время, поскольку в замыкающей катушке выключателя нет нормально замкнутой точки, после включения. Если точки останова нет, энергия замыкающего и удерживающего реле не может быть высвобождена, поэтому его необходимо перезапустить, а замыкающее и удерживающее реле можно разблокировать перед следующим замыканием.После многократного общения с производителем выключателя и соответствующим персоналом гидроэлектростанции перед включающей катушкой последовательно подключают ряд нормально замкнутых точек, тем самым решая вышеуказанные проблемы.На примере устройства измерения и управления защитой трансформатора АМ5СЕ-Т вторичная схема цепи включения и включения реконструкции ГЭС представлена ​​на рисунке 2.

Реле защиты 10 кВ

Рисунок 2. Квадратичная диаграмма расщепленной схемы AM5SE-T.

7 Преобразование системы контроля электроэнергии 10кВ

Чтобы контролировать работу и сбор данных всего распределительного помещения в режиме реального времени, комплект системы мониторинга мощности Acrel-2000Z настроен для гидроэлектростанции для загрузки данных защиты микрокомпьютера в систему мониторинга мощности для реализации мониторинга мощности и управление подстанцией 10кВ и повышение уровня автоматического управления.Его основные функции могут быть реализованы следующим образом: мониторинг в реальном времени, запрос электрических параметров, отчет о работе, сигнализация в реальном времени, запрос исторических событий, отчет о статистике мощности, управление правами пользователей, топология сети, мониторинг качества электроэнергии, функция дистанционного управления, управление связью, волна записи неисправностей, отзыв об авариях, запрос кривой, доступ к Интернету, доступ к приложению.

8. Заключение

Преобразование устройства защиты мощности 10 кВ на гидроэлектростанции решило такие проблемы, как серьезное старение электронных компонентов, низкий уровень автоматизации, недружественный человеко-машинный интерфейс и программное обеспечение, а также сложные работы по техническому обслуживанию.Замена устройства измерения и контроля защиты микрокомпьютера серии AM5SE стала более функциональной и гуманной, жидкокристаллическое устройство стало более интуитивно понятным, отображая напряжение, количество выборок тока и различные записи событий;Функция отладки программного обеспечения является мощной, простой в эксплуатации, простой в освоении, дружественный программный интерфейс;Рабочая схема имеет функцию контроля выключателя и отключения цепи управления;Световой индикатор на панели устройства напрямую показывает положение переключателя и состояние закрытия. Для персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию он более интуитивно понятен;Сконфигурированное устройство измерения и управления защитой двигателя AM5SE-M добавляет распознавание состояния запуска / работы двигателя и оснащено пусковой секцией, работой секции, работой двух секций и другими функциями защиты. Решает большой пусковой ток двигателя, легко управляется. вызвать проблему ложного прыжка;Устройство защиты оснащено интерфейсом связи RS485. Интерфейс связи подключается между устройствами защиты «рука об руку». Данные передаются в систему мониторинга мощности Acrel-2000Z. Удобен для просмотра информации о защите и управления информацией о неисправностях.С момента ввода в эксплуатацию трансформации нового устройства измерения и контроля комплексной защиты оборудование работает в штатном режиме.Применение нового комплексного защитного устройства имеет богатые функции защиты, удобный интерфейс управления, а также удобство эксплуатации и обслуживания, что повышает надежность работы гидроэлектростанции и обеспечивает безопасность и стабильную работу станции, что имеет очевидное значение.

 

Ссылка

[1] Нормы Нб/Т 35010-2013 на проектирование релейной защиты гидроэлектростанций.

[2] ДЛ/Т 5164-2002 Технический регламент на проектирование вспомогательных сил электростанций.

[3] Кодекс GB / T 50171-2012 для строительства и приемки панели, шкафа и проводки вторичных цепей при монтаже электрооборудования.

[4] Хуан Цзиньсинь.Преобразование устройства защиты собственных нужд 10 кВ гидроэлектростанции Лунтань

[5] Комплексное решение по автоматизации, эксплуатации и техническому обслуживанию пользовательской подстанции Анкруи.ноябрь 2021 г.


Время публикации: 17 августа 2022 г.