Реконструкція захисного пристрою 10кВ ГЕС

Анотація: Щоб підвищити надійність електростанції 10 кВ, оригінальний інтегрований пристрій вимірювання та керування захистом, електронні компоненти старіють серйозно, низький рівень автоматизації, недостатній людино-машинний інтерфейс і програмне забезпечення, складні роботи з технічного обслуговування. Гідроелектростанція вирішила модернізувати станцію 10 кВ. пристрій захисту живлення.Новий пристрій захисту та керування має численні захисні функції, зручний інтерфейс роботи та зручну експлуатацію та технічне обслуговування, що покращує надійну роботу електроспоживання гідроелектростанції та забезпечує безпеку та стабільність електростанції.

Ключові слова: пристрій захисту і керування 10кВ;надійність;захист для ГЕС

0 Вступ

Гідроелектростанція розташована в 15 км вище за течією від окружного центру в Гуансі.Це знаковий проект «Передачі електроенергії із Заходу на Схід» і важливий проект для розвитку західного Китаю.Будівництво гідроелектростанції розпочато 1 липня 2001 року, а повністю введено в експлуатацію до кінця 2009 року. Проектний рівень води 400 м, висота дамби 216,5 м, верхня довжина дамби 836 м, акумулююча ємність. становить 27,3 млрд. м³, встановлена ​​потужність – 6,3 млн. кВт, а річне виробництво електроенергії – 18,7 млрд. кВт-год.Будівництво ведеться у дві черги.Через величезну потужність електростанції вона має великий вплив на суспільство.З метою забезпечення якісного електропостачання та довгострокового безпечного та надійного постачання електроенергії на ГЕС поступово трансформували новий комплексний пристрій вимірювання та контролю споживання електроенергії 10 кВ.

1. Короткий вступ до системи живлення заводу 10 кВ

Система 10кВ гідроелектростанції є слабкострумовою системою заземлення.Його форма проводки використовує незалежне джерело живлення від кількох джерел живлення, шина I~VI розділу є кільцевим режимом очікування «рука об руку», а також важлива конфігурація розподілу навантаження для забезпечення надійності електропостачання.Вся енергосистема 10 кВ має 7 шин: секції I, II, III, I IV, V і VI взяті з боку трансформатора низької напруги блоків 1, 2, 3, 4, 5 і 7 відповідно;секція VII є точкою введення зовнішнього електропостачання, джерела безпеки та дизель-генератора, які використовуються як резервне електропостачання шин I, III та VI секції 10 кВ.Усі навантаження 10 кВ на заводі рівномірно розподіляються по шинній лінії I~VI за принципом дисперсії та незалежності.Обладнання, підключене заводською шиною 10 кВ, поділяється на розподільний трансформатор, двигун високої напруги, трансформатор напруги та контактний вимикач відповідно до характеру навантаження.Дивіться малюнок 1 для підключення системи електропостачання 10 кВ гідроелектростанції.

реле захисту на 10 кВ

Рис. 1 Електропроводка електростанції 10 кВ

1. Причина реконструкції ОПЗ 10 кВ

Оригінальний комплексний пристрій вимірювання та контролю захисту електростанції 10 кВ використовує імпортний інтегрований пристрій захисту Shanghai Areva MiCOM-P122.Обладнання знаходиться в експлуатації з травня 2007 року. Електронні компоненти захисного пристрою сильно старіють, частіше пошкоджуються компоненти входу захисної оптичної муфти, що негативно впливає на безпечну та стабільну роботу електростанції.Крім того, виробник більше не виробляє запчастини того самого типу, може придбати лише заміну оновленого пристрою, а дані пристрою захисту не відповідають вимогам, але немає запасних частин із захисту перемикача в режимі очікування;рівень автоматизації невисокий, слабка цифровізація, незручне керування інформацією про пристрій, не відповідає сьогоднішнім вимогам, людино-машинний інтерфейс і все програмне забезпечення англійською не є дружніми, що ускладнює роботу та знижує ефективність роботи.Враховуючи вищезазначені фактори, необхідно провести технічне перетворення комплексної системи вимірювання та керування захистом електроспоживання 10 кВ.

3 Вимоги до електрозахисту та трансформації установки 10 кВ

Розподільний пристрій та його монтажне положення залишаються незмінними, замініть усі оригінальні вимикачі навантаження фідера, шинні вимикачі, шафу PT, внутрішній вторинний кабель і ряд клем;панель розподільного пристрою перероблена та модифікована відповідно до розміру нового пристрою;завершити підключення нової системи моніторингу живлення доступу до пристрою та набору адрес інтерфейсу зв’язку.У процесі трансформації робочий цикл оптимізується, коли початкова конфігурація захисту залишається незмінною.

4 Вибір нового обладнання для вимірювання та контролю комплексного захисту

Новий інтегрований пристрій вимірювання та керування захистом повинен інтегрувати функції контролю, захисту, запису хвилі несправності, вимірювання, сигналу тривоги, збору гучності перемикання та зв’язку.Завдяки триступінчастому захисту від ненаправленого струму в якості основного він оснащений функцією моніторингу та збору параметрів лінії, а дані вимірювань та інформацію про захист можна завантажити в систему моніторингу живлення через порт зв’язку для полегшення автоматизації розподільна мережа.За результатами відкритих торгів національних постачальників для проекту трансформації пристрою захисту електроживлення 10 кВ гідроелектростанції було остаточно обрано вимірювальний та контрольний прилад серії AM5SE виробництва Acrel Co., Ltd.Відповідно до різних властивостей навантаження силової шини 10 кВ, пристрій вимірювання та керування захистом лінії AM5SE-F, пристрій моніторингу та керування захистом трансформатора AM5SE-T, пристрій вимірювання та керування захистом двигуна AM5SE-M, захист самоконтролю AM5SE-B прилад вимірювання та контролю, шафа PT AM5SE-UB Пристрій моніторингу PT, функції захисту кожної моделі показані в наступній таблиці:

реле захисту

модель

функція захисту

AM5SE-F

Пристрій вимірювання та контролю захисту лінії

Триступеневий захист від перевантаження по струму (може бути закритий низьким тиском, може бути захищений у напрямку), зворотний ліміт часу над струмом (може бути захищений низьким тиском замкнутий W, двоступеневий нульовий порядок 101 над струмом / зворотний ліміт часу над Захист від струму, двоступеневий нульовий порядок 1. 2 Захист від перевищення струму за часом/зворотним часом, повторне вмикання, прискорений захист від перевищення струму (через замикання низької напруги), сигналізація перевантаження, відключення від перевантаження, відключення від втрати тиску, сигналізація втрати тиску, захист від перенапруги, Захист від перенапруги нульового порядку, захист від зворотного живлення, зниження низькочастотного навантаження / захист від високої частоти (за різницею ковзання), сигналізація обриву PT, сигналізація розриву ланцюга керування, петля FC з функцією блокування перевищення струму, захист від відсутності живлення, сигналізація обриву CT, і перевірте

AM5SE-T

Пристрій вимірювання та контролю захисту розподілу електроенергії

Триступеневий захист від перевантаження по напрузі (можна завершити замиканням композитної напруги), зворотний захист від перевантаження по струму (може завершитися за допомогою композитного блокування напруги), двоступеневий захист від перевантаження по струму нульового порядку 101, двоступеневий захист від перевантаження по струму нульового порядку 102 захист, обмеження часу зворотного нульового порядку, захист від перевищення струму, сигналізація перевантаження, відключення від перевантаження, сигналізація обриву PT, сигналізація розриву ланцюга керування, захист від відсутності живлення, сигналізація обриву ТТ, петля FC з функцією блокування перевантаження

AM5SE-B

пристрій вимірювання та контролю захисту від самопроекції

Захист від перевантаження по струму з трьох секцій (за допомогою блокування композитної напруги, із фіксацією напрямку), захист від перевантаження по струму зворотного часу (за допомогою блокування композитної напруги), прискорений захист від перевантаження по струму (за допомогою блокування композитної напруги), функція очікування (підтримка 11 видів систем живлення) , Сигналізація про розрив PT, сигналізація про розрив ланцюга керування, захист від заряджання шини, повторне вмикання, сполучення/сигналізація перевантаження, двосекційний захист від перевищення струму нульового порядку, захист від прискорення нульової послідовності через перевищення струму, перевірте той самий період

AM5SE-M

Пристрій вимірювання та контролю захисту двигуна

Захист від струму (запуск, робота), двоступеневий захист від струму, захист від зворотного часу, двоступеневий захист зворотної послідовності, захист зворотного обмеження часу негативного порядку, двоступеневий захист від перевищення струму нульового порядку, гаряче перевантаження, захист від перевантаження, сигналізація перевантаження, відключення від перевантаження, захист від блокування, довгий час запуску, захист від відсутності живлення, сигналізація про розрив PT, сигналізація про розрив ланцюга керування, захист від низької напруги, сигналізація про перевищення напруги нульового порядку, петля FC з функцією блокування надтоку, захист від дисбалансу напруги, захист послідовності фаз, захист фази напруги , захист від перенапруги

На додаток до вищезазначеної функції захисту, кожен мікрокомп’ютерний пристрій вимірювання та керування захистом має інтерфейс зв’язку RS485, реалізує зв’язок із системою моніторингу живлення, реалізує функцію моніторингу незалежної робочої схеми, реалізує статус перемикача, а моніторинг схеми перемикача є більш повним. ;вбудована функція стрибка, користувачі можуть вибрати, чи варто інвестувати.Нещодавно сконфігурований мікрокомп'ютерний пристрій вимірювання та керування захистом серії AM5SE має багату функцію захисту, і кожне меню можна вільно налаштувати китайською або англійською мовами, що сприяє експлуатації та обслуговуванню.

5. Проект установки 10кВ

Нещодавно сконфігурована серія AM5SE інтегрований комп’ютерний пристрій для вимірювання та контролю захисту та креслення розроблені Acrel Co., LTD.Схематичний проект вторинного кола повинен базуватися на оригінальних вторинних кресленнях шафи високої напруги 10 кВ.Розташування клемних рядів складається на основі проекту креслення, причому проект креслення повинен відповідати вимогам відповідних нормативних документів.Для дизайну креслення з однаковим характером навантаження номер клеми та номер лінії є дуже однорідними та мають певні правила.Точність креслення проекту визначає, чи буде будівництво та введення в експлуатацію гладким, а виробництво безпечним після експлуатації.

6. Процес захисту та трансформації електроенергії 6 станції 10кВ

Станція 10кВ повинна відповідати умовам будівництва: детальний план забудови та креслення;керівники обладнання завершують приймання нового обладнання;будівельний персонал для проходження навчання з техніки безпеки;і комплект інструментів і матеріалів.Будівництво ведеться в суворій відповідності зі схемою і кресленнями, щоб забезпечити безперебійне виконання кожної ланки.

6.1 Трансформація обладнання для захисту електроживлення 10 кВ

Будівництво реконструкції станції 10 кВ в основному складається з трьох ланок: заміна ряду клем у розподільній шафі, видалення старого пристрою вимірювання та контролю комплексного захисту, а також встановлення та монтажна лінія та кабельне укладання нового пристрою комплексного захисту.

6.1.1.Замініть ряд клем

Заміна клем потрібно замінювати одну за одною, щоб замінити одну клему;заборонено замінювати дві або більше клем одночасно, щоб запобігти неправильному підключенню, спричинити неправильне підключення, замінити рядок клем в комутаційній шафі окремо та ефективно запобігти неправильному підключенню;Джерело живлення змінного струму, джерело живлення постійного струму, ланцюг відключення, ланцюг сигналу для додавання ізоляції повинні бути ізольовані, щоб запобігти короткому з’єднанню між клемами, які слід натискати, не послаблюючи.Щоб замінити ряд клем, щоб переконатися, що оригінальна клема петлі та номер лінії залишаються незмінними, а наступний крок роботи з проводки та перевірки лінії може бути виконано гладко.

6.1.2 Демонтаж старого приладу вимірювання та контролю комплексного захисту

Відповідно до будівельного плану та креслень видаліть компоненти, які необхідно скасувати, включаючи старі інтегровані пристрої вимірювання та керування захистом, проміжні реле в розподільному пристрої, реле напруги, реле часу та інші компоненти, а також відповідні вторинні кабелі.Під час демонтажу зверніть увагу, щоб запобігти штучному пошкодженню компонентів і помилково видалити корисні вторинні кабелі.Організуйте та скасуйте компоненти та класифікуйте, вкажіть локальне зберігання, щоб запобігти хаосу на робочому місці, будівельний майданчик має відповідати вимогам 6S.

6.1.3 Встановлення та монтажна лінія та кабельне укладання приладу для вимірювання та контролю комплексного захисту

Через різні розміри нових і старих вимірювальних і контрольних пристроїв комплексного захисту розмір монтажного вікна на панелі розподільчої шафи не відповідає розміру нового вимірювального і контрольного пристрою комплексного захисту.Інсталяційне вікно на панелі розподільчої шафи має бути вирізане та розширене, щоб встановити новий комплексний пристрій вимірювання та контролю захисту та запобігти пошкодженню панелі під час різання.Кабель, підключений до нового пристрою, має бути новим кабелем, і всі кабелі, які не використовуються, слід видалити, щоб запобігти існуванню паразитного ланцюга.Електропроводка повинна бути виконана в суворій відповідності до проектних креслень, щоб запобігти витоку, неправильному підключенню та неправильному перемиканню.Кабельна проводка нового пристрою повинна бути акуратною, уніфікованою, розумною, зручною для огляду та обслуговування.

6.2 Захист електроживлення та введення в експлуатацію установки 10 кВ

Захист і налагодження в основному поділяються на чотири ланки: перевірка лінії вторинного контуру, перевірка функції контуру, статичне налагодження пристрою захисту та перевірка передачі.Уважно перевірте кожну клему та кожен номер лінії відповідно до будівельних креслень.Зосередьтеся на перевірці вторинної ланцюга ТТ без розриву, вторинної ланцюга PT, полярності та проводки має бути правильно;перевірте телеметрію, дистанційний зв'язок, проводка дистанційного керування повинна бути правильною;перевірте ланцюг керування постійним струмом без короткого замикання, відсутність короткого замикання між ланцюгом заземлення LN;виміряти опір ізоляції ланцюга керування DC відповідає вимогам (1000В);виміряти, чи є ланцюг змінного / постійного струму з електрикою.Варто зазначити, що оскільки аутсорсинговий підрозділ не знайомий із вторинним контуром заводу, його легко пропустити та неправильно підключити в процесі трансформації.

Контури регулювання змінної напруги та постійного струму вмикаються для перевірки функцій кожного контуру.Перевірте, чи правильні сигнали телеметрії, дистанційної сигналізації та дистанційного керування, чи справні лічильники, світлові індикатори, освітлення та ланцюги обігрівача;функція захисту від стрибків корпусу перемикача правильна.Увімкніть контур керування, щоб перевірити правильність підключення кожного контуру.

Статичне налагодження захисного пристрою полягає у виконанні перевірки зразків пристрою, завантаженні та перевірці фіксованого значення та перевірці функціонування пристрою.Перевірте пристрій захисту лінії AM5SE-F, пристрій захисту трансформатора AM5SE-T, пристрій захисту двигуна AM5SE-M, пристрій резервного самоперемикання AM5SE-B і моніторинг PT за допомогою подачі струму на вторинній стороні ТТ і подачі аналогової напруги до термінал шафи PT.Пристрій AM5SE-UB, вольтметр, амперметр і система моніторингу відображаються правильно, а послідовність фаз і фаза напруги змінного струму та петлі змінного струму перевірені на правильні.Встановіть фіксоване значення відповідно до пристрою захисту однієї пари з фіксованим значенням і перевірте його, щоб переконатися, що фіксоване значення правильне.Перевірка функції захисту полягає в тому, щоб перевірити правильність логіки дії та часу дії пристрою вимірювання та контролю захисту мікрокомп’ютера серії AM5SE шляхом додавання аналогової величини, не буде відхилення та несправності, а час дії має відповідати вимогам.Статичне налагодження захисного пристрою гарантує, що захисний пристрій може чутливо реагувати на несправності та надсилати сигнали тривоги та надійні інструкції про відключення.

З’єднання даних між комплексним пристроєм вимірювання й керування захистом і системою моніторингу живлення є правильним, а стан роботи, значення налаштування, запис подій та іншу інформацію про пристрій захисту можна збирати в режимі реального часу у фоновому режимі.Пристрій захисту підключається до фону, що покращує управління системою РЗА та рівень автоматизації обробки інформації про несправності.

Тест передачі покликаний імітувати кількість помилок, отриманих захисним пристроєм, і захисний пристрій повинен вийти з перемикача відключення, щоб перевірити правильність логіки захисту пристрою, ланцюга відключення та сигнального ланцюга;і перевірити, чи комутатор можна належним чином відкривати та закривати віддалено за допомогою роботи головного комп’ютера.Для кожного набору захисних пристроїв слід провести повне випробування передачі, щоб переконатися, що логіка захисту кожного захисного пристрою розподільчої шафи, спрацьовування захисної розетки, дистанційного вимикача відкривання та закривання та правильна індикація сигналу.

6.3 Проблеми, що виникають при трансформації та оптимізації

Після завершення трансформації нового комплексного пристрою вимірювання та контролю під час випробування передачі було виявлено, що вимикач можна замкнути лише один раз.Якщо він був закритий знову, його можна було закрити лише після перезапуску джерела живлення керування.За допомогою аналізу виявлено, що в котушці вимикання автоматичного вимикача немає нормально закритої точки.Оскільки вимикаюче реле встановлюється в захисному пристрої, щоб забезпечити надійне замикання автоматичного вимикача, у цей час, оскільки в котушці замикаючого вимикача немає нормально закритої точки, після замикання, якщо немає точки розриву, енергію реле закриття та утримування не можна вивільнити, тому його потрібно перезапустити, а реле закриття та утримування можна відпустити перед наступним закриттям.Після багаторазового спілкування з виробником автоматичного вимикача та відповідним персоналом гідроелектростанції набір нормально замкнутих точок з’єднується послідовно перед замикаючою котушкою, таким чином вирішуючи вищезазначені проблеми.На прикладі вимірювально-регулюючого пристрою захисту трансформатора AM5SE-T вторинна схема контуру розмикання та замикання реконструкції ГЕС показана на рисунку 2.

Реле захисту 10 кВ

Рисунок 2. Квадратична діаграма розділеної схеми AM5SE-T

7 Трансформація системи моніторингу електроенергії 10кВ

Для моніторингу роботи та збору даних усієї розподільчої кімнати в режимі реального часу на гідроелектростанції налаштовано систему моніторингу потужності Acrel-2000Z для завантаження даних захисту мікрокомп’ютера в систему моніторингу потужності для реалізації моніторингу потужності та управління підстанцією 10кВ та підвищити рівень автоматичного керування.Його основні функції можуть бути реалізовані наступним чином: моніторинг у реальному часі, запит електричних параметрів, звіт про роботу, тривога в реальному часі, запит історичних подій, звіт про статистику потужності, керування правами користувачів, топологія мережі, моніторинг якості електроенергії, функція дистанційного керування, управління зв'язком, хвиля запису несправностей, виклик аварій, запит кривої, доступ до Інтернету, доступ до APP.

8. Висновок

Трансформація пристрою захисту живлення 10 кВ на гідроелектростанції вирішила такі проблеми, як серйозне старіння електронних компонентів, низький рівень автоматизації, недружній людино-машинний інтерфейс і програмне забезпечення, а також важкі роботи з обслуговування.Заміна мікрокомп’ютерного пристрою вимірювання та керування захистом серії AM5SE є більш функціональним та гуманізованим, рідкий кристал пристрою більш інтуїтивно зрозумілим для відображення напруги, поточної кількості дискретизації та різних записів подій;Функція налагодження програмного забезпечення є потужною, простою в експлуатації, легкою для освоєння, дружнім програмним інтерфейсом;Робоча схема має функцію моніторингу вимикача перемикача та відключення схеми керування;Світловий індикатор на панелі пристрою безпосередньо показує положення стрибка перемикача та статус закриття. Для персоналу з експлуатації та обслуговування він більш інтуїтивно зрозумілий;Сконфігурований пристрій для вимірювання та керування захистом двигуна AM5SE-M додає розпізнавання стану запуску та роботи двигуна та оснащений пусковою секцією, запуском секції, запуском двох секцій та іншими функціями захисту. Вирішіть, що пусковий струм двигуна великий, легко викликати проблему помилкового стрибка;Пристрій захисту оснащено інтерфейсом зв’язку RS485. Інтерфейс зв’язку з’єднується між пристроями захисту «рука об руку». Дані надходять до системи моніторингу живлення Acrel-2000Z. Зручно переглядати інформацію про захист та керування інформацією про несправності.З моменту введення в експлуатацію нового комплексного приладу вимірювання та контролю обладнання працює в штатному режимі.Застосування нового комплексного пристрою захисту має багаті функції захисту, зручний інтерфейс роботи та зручну експлуатацію та технічне обслуговування, що покращує надійну роботу гідроелектростанції та забезпечує безпеку та стабільне виробництво заводу, що має очевидне значення.

 

довідка

[1] Код Nb/T 35010-2013 для проектування релейного захисту гідроелектростанцій

[2] Технічний код DL / T 5164-2002 для проектування допоміжної потужності електростанції

[3] Код GB / T 50171-2012 для будівництва та приймання панелі, шафи та проводки вторинних ланцюгів електричного обладнання

[4] Хуан Цзіньсінь.Трансформація захисного пристрою допоміжної потужності 10 кВ ГЕС Лонгтан

[5] Інтегроване рішення для автоматизації та експлуатації та технічного обслуговування підстанції користувача ankrui.Листопад 2021


Час публікації: 17 серпня 2022 р