Nachrüstung einer 10-kV-Leistungsschutzeinrichtung in einem Wasserkraftwerk

6,10-kV-Hilfsstromschutz-Umwandlungsprozess

Schutz- und Umrüstungsprozess der 10-kV-Anlage 6 Die 10-kV-Anlage 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 streng nach Plan und Zeichnungen, um einen reibungslosen Ablauf jedes Bauabschnitts zu gewährleisten. 6.1 Umrüstung der Schutzhardware der 10-kV-Anlage Die Modernisierung der 10-kV-Anlage umfasst im Wesentlichen drei Schritte: den Austausch der Klemmenreihe im Schaltschrank, die Demontage der alten umfassenden Schutzmess- und Steuerungseinrichtung sowie die Installation und Montage der neuen umfassenden Schutzeinrichtung. 6.1.1 Austausch der Klemmenreihe Der Austausch der Klemmen erfolgt einzeln. Es ist verboten, zwei oder mehr Klemmen gleichzeitig auszutauschen, um Fehlanschlüsse und damit verbundene Fehlverdrahtungen zu vermeiden. Der Austausch der Klemmenreihe in einem Schaltschrank allein beugt Fehlverdrahtungen effektiv vor. Wechselstromversorgung, Gleichstromversorgung, Auslöseschaltung und Signalstromkreis müssen isoliert werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Die Klemmen dürfen nicht gelöst werden. Beim Austausch der Klemmenreihe ist darauf zu achten, dass die ursprüngliche Schleifenklemme und die Leitungsnummer unverändert bleiben, damit die nachfolgenden Verdrahtungs- und Leitungsprüfungsarbeiten reibungslos durchgeführt werden können. 6.1.2 Demontage der alten integrierten Schutz-, Mess- und Steuerungseinrichtung: Gemäß Bauplan und Zeichnungen sind die zu demontierenden Komponenten zu entfernen. Dies umfasst die alte integrierte Schutz-, Mess- und Steuerungseinrichtung, Zwischenrelais in der Schaltanlage, Spannungsrelais, Zeitrelais und andere Komponenten sowie die zugehörigen Sekundärleitungen. Beim Demontage ist darauf zu achten, dass Komponenten nicht beschädigt und keine wichtigen Sekundärleitungen versehentlich entfernt werden. Die zu demontierenden Komponenten sind zu ordnen, zu klassifizieren und lokal zu lagern, um Unordnung auf der Baustelle zu vermeiden. Die Baustelle muss den 6S-Anforderungen entsprechen. 6.1.3 Installation, Montage und Kabelführung des umfassenden Schutzmess- und Steuergeräts: Aufgrund der unterschiedlichen Abmessungen neuer und alter umfassender Schutzmess- und Steuergeräte entspricht die Größe der Einbauöffnung an der Schaltschrankfront nicht der Größe des neuen Geräts. Die Einbauöffnung muss daher ausgeschnitten und erweitert werden, um das neue Gerät zu installieren und Beschädigungen der Frontplatte beim Zuschnitt zu vermeiden. Für den Anschluss des neuen Geräts ist ein neues Kabel zu verwenden. Alle nicht benötigten Kabel sind zu entfernen, um parasitäre Stromkreise zu verhindern. Die Verdrahtung ist gemäß den Konstruktionszeichnungen durchzuführen, um Leckströme, Fehlanschlüsse und Fehlschaltungen zu vermeiden. Die Verdrahtung des neuen Geräts muss ordentlich, einheitlich und übersichtlich sein und die Inspektion und Wartung erleichtern. 6.2 Netzschutz und Inbetriebnahme der 10-kV-Anlage: Schutz und Inbetriebnahme gliedern sich in vier Schritte: Prüfung der Sekundärschleifen, Funktionsprüfung der Schleifen, statische Inbetriebnahme des Schutzgeräts und Übertragungstest. Alle Klemmen und Leitungen sind anhand der Konstruktionszeichnungen sorgfältig zu prüfen. Prüfen Sie insbesondere den Sekundärkreis des Stromwandlers (CT) auf Unterbrechungen, den Sekundärkreis des Spannungswandlers (PT) auf korrekte Polarität und Verdrahtung. Prüfen Sie außerdem die Verdrahtung von Telemetrie, Fernkommunikation und Fernsteuerung auf korrekte Anschlüsse. Der Gleichstrom-Steuerkreis muss auf Kurzschlüsse, insbesondere zwischen Erdung und LN, geprüft werden. Der Isolationswiderstand des Gleichstrom-Steuerkreises muss den Anforderungen (1000 V) entsprechen. Prüfen Sie abschließend, ob der Wechsel-/Gleichstromkreis Strom führt. Da die beauftragten Dienstleister 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.