Pengubahsuaian peranti perlindungan kuasa 10kV di stesen kuasa hidro
Abstrak: Untuk meningkatkan kebolehpercayaan peranti pengukuran dan kawalan perlindungan bersepadu asal loji 10kV, komponen elektronik mengalami penuaan yang serius, tahap automasi yang rendah, antara muka manusia-mesin yang tidak mencukupi dan mesra perisian, kerja penyelenggaraan yang sukar. Stesen kuasa hidro memutuskan untuk menaik taraf peranti perlindungan kuasa loji 10kV. Peranti perlindungan dan kawalan baharu ini mempunyai pelbagai fungsi perlindungan, antara muka operasi yang mesra dan operasi serta penyelenggaraan yang mudah, yang meningkatkan operasi penggunaan kuasa loji kuasa hidro yang andal dan memastikan keselamatan dan kestabilan loji kuasa.
Kata kunci: peranti perlindungan dan kawalan 10kV; kebolehpercayaan; perlindungan untuk stesen kuasa hidro
0 Pengenalan
Sebuah stesen kuasa hidro terletak 15km di hulu sebuah pusat daerah di Guangxi. Ia merupakan projek penting "Penghantaran Kuasa dari Barat ke Timur" dan projek penting untuk pembangunan barat China. Pembinaan stesen kuasa hidro bermula pada 1 Julai 2001, dan telah beroperasi sepenuhnya pada akhir tahun 2009. Paras air yang direka bentuk ialah 400m, ketinggian empangan ialah 216.5m, panjang bahagian atas empangan ialah 836m, kapasiti penyimpanan ialah 27.3 bilion m³, kapasiti terpasang ialah 6.3 juta kW, dan penjanaan kuasa tahunan ialah 18.7 bilion kWh. Pembinaan ini disiapkan dalam dua fasa. Disebabkan kapasiti output loji kuasa yang besar, ia mempunyai impak yang besar kepada masyarakat. Bagi memastikan kualiti bekalan kuasa dan bekalan tenaga kuasa yang selamat dan boleh dipercayai dalam jangka masa panjang, stesen kuasa hidro telah secara beransur-ansur mengubah peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif baharu bagi penggunaan kuasa loji 10kV.
1. Pengenalan Ringkas Sistem Kuasa Loji 10kV
Sistem 10kV stesen janakuasa hidro ialah sistem pembumian arus rendah. Bentuk pendawaiannya menggunakan bekalan kuasa bebas berbilang bekalan kuasa, bas seksyen I~VI adalah sedia sedia cincin "berganding bahu", dan konfigurasi penyebaran beban penting untuk memastikan kebolehpercayaan bekalan kuasa. Keseluruhan sistem kuasa 10kV mempunyai 7 bar bas: seksyen I, II, III, I IV, V dan VI diambil dari sisi transformer voltan rendah unit 1,2,3,4,5 dan 7 masing-masing; seksyen VII ialah titik pengenalan bekalan kuasa luaran, bekalan kuasa keselamatan dan penjana diesel, yang digunakan sebagai bekalan kuasa sandaran bas seksyen I, III dan VI 10kV. Semua beban 10kV di loji diagihkan secara sama rata pada talian bas I~VI mengikut prinsip penyebaran dan kebebasan. Peralatan yang disambungkan oleh bas kilang 10kV dibahagikan kepada transformer pengedaran, motor voltan tinggi, transformer voltan dan suis sentuh mengikut sifat beban. Lihat Rajah 1 untuk sistem bekalan kuasa 10kV stesen janakuasa hidro yang bersambung.
Rajah 1. Pendawaian kuasa loji 10kV
2. Sebab-sebab perlindungan kuasa dan transformasi loji 10kV
Peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif asal loji janakuasa 10kV menggunakan peranti perlindungan bersepadu Shanghai Areva MiCOM-P122 yang diimport. Peralatan ini telah beroperasi sejak Mei 2007. Komponen elektronik peranti perlindungan semakin tua, dan komponen kemasukan gandingan optik pelindung lebih kerap rosak, yang menjejaskan pengeluaran loji janakuasa yang selamat dan stabil. Selain itu, pengeluar tidak lagi menghasilkan alat ganti jenis yang sama, hanya boleh membeli peranti ganti yang dinaik taraf, dan data peranti perlindungan tidak memenuhi keperluan, tetapi tiada alat ganti daripada perlindungan suis siap sedia; tahap automasi tidak tinggi, pendigitalan yang lemah, pengurusan maklumat peranti yang menyusahkan, tidak dapat memenuhi keperluan hari ini, antara muka manusia-mesin dan semua perisian Bahasa Inggeris tidak mesra, yang membawa kerja yang lebih membosankan dan mengurangkan kecekapan kerja. Memandangkan faktor-faktor di atas, adalah perlu untuk menjalankan transformasi teknikal sistem pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif penggunaan kuasa 10kV.
3. Keperluan untuk perlindungan kuasa dan transformasi loji 10kV
Gear suis dan kedudukan pemasangannya kekal tidak berubah, menggantikan semua suis beban pengumpan asal, suis bas, kabinet PT, kabel sekunder dalaman dan baris terminal; panel gear suis direka bentuk semula dan diubah suai mengikut saiz peranti baharu; melengkapkan pendawaian sistem pemantauan kuasa akses peranti baharu dan menetapkan alamat antara muka komunikasi. Dalam proses transformasi, gelung operasi dioptimumkan apabila konfigurasi perlindungan asal dikekalkan tidak berubah.
4. Pemilihan peralatan pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif baharu
Peranti pengukuran dan kawalan perlindungan bersepadu yang baharu ini harus mengintegrasikan fungsi kawalan, perlindungan, rakaman gelombang kerosakan, pengukuran, penggera isyarat, pemerolehan isipadu pensuisan dan komunikasi. Dengan perlindungan arus tak berarah tiga peringkat sebagai teras, ia dilengkapi dengan fungsi pemantauan dan pengumpulan parameter talian, dan data pengukuran serta maklumat perlindungan boleh dimuat naik ke sistem pemantauan kuasa melalui port komunikasi untuk memudahkan automasi rangkaian pengedaran. Menurut keputusan bidaan awam pembekal kebangsaan untuk projek transformasi peranti perlindungan kuasa loji 10kV stesen kuasa hidro, peranti pengukuran dan kawalan siri AM5SE yang dihasilkan oleh Acrel Co., Ltd. akhirnya dipilih. Mengikut sifat beban yang berbeza bagi bas kuasa loji 10kV, peranti pengukuran dan kawalan perlindungan talian AM5SE-F, peranti pemantauan dan kawalan perlindungan transformer AM5SE-T, peranti pengukuran dan kawalan perlindungan motor AM5SE-M, peranti pengukuran dan kawalan perlindungan kawalan kendiri AM5SE-B, peranti pemantauan dan kawalan kabinet PT AM5SE-UB PT, fungsi perlindungan setiap model ditunjukkan dalam jadual berikut:
| gambar | model | fungsi perlindungan |
| | AM5SE-F Peranti pengukuran & kawalan perlindungan talian | Perlindungan arus lampau tiga peringkat (boleh ditutup dengan tekanan rendah, boleh dilindungi dalam arah), had masa terbalik perlindungan arus lampau (boleh dilindungi dengan tekanan rendah tertutup W, dua peringkat tertib sifar 101 perlindungan arus lampau / had masa terbalik, dua peringkat tertib sifar 1.2 Perlindungan arus lampau masa terbalik, penutupan semula, perlindungan arus lampau dipercepatkan (melalui penutupan voltan rendah), penggera beban lampau, pelantikan beban lampau, pelantikan kehilangan tekanan, penggera kehilangan tekanan, perlindungan voltan lampau, perlindungan voltan lampau tertib sifar, perlindungan kuasa terbalik, pengurangan beban frekuensi rendah / perlindungan frekuensi tinggi (melalui perbezaan gelincir), penggera pemutus PT, penggera pemutus litar kawalan, gelung FC dengan fungsi kunci arus lampau, perlindungan bukan kuasa, penggera pemutus CT, dan semak |
|
| AM5SE-T Peranti pengukuran dan kawalan perlindungan pengagihan kuasa | Perlindungan arus lampau tiga peringkat (boleh dilengkapkan dengan penutupan voltan komposit), had masa terbalik perlindungan arus lampau (boleh dilengkapkan dengan kunci voltan komposit), perlindungan arus lampau dua peringkat tertib sifar 101, perlindungan arus lampau dua peringkat tertib sifar 102, had masa terbalik tertib sifar perlindungan arus lampau, penggera beban lampau, pelantik beban lampau, penggera pemutus PT, penggera pemutus litar kawalan, perlindungan bukan kuasa, penggera pemutus CT, gelung FC dengan fungsi kunci arus lampau |
|
| AM5SE-B peranti pengukuran dan kawalan perlindungan unjuran kendiri | Perlindungan arus lampau tiga bahagian (dengan penguncian voltan komposit, dengan penguncian arah), perlindungan arus lampau masa terbalik (dengan penguncian voltan komposit), perlindungan arus lampau dipercepatkan (dengan penguncian voltan komposit), fungsi siap sedia (menyokong 11 jenis sistem bekalan kuasa), penggera pemutus PT, penggera pemutus litar kawalan, perlindungan pengecasan bas, penutupan semula, gandingan/penggera beban lampau, perlindungan arus lampau dua bahagian tertib sifar, pecutan jujukan sifar perlindungan arus lampau, semak tempoh yang sama |
|
| AM5SE-M Peranti pengukuran & kawalan perlindungan motor | Perlindungan arus (permulaan, berjalan), perlindungan arus dua peringkat, perlindungan masa terbalik, perlindungan jujukan negatif dua peringkat, perlindungan had masa terbalik tertib negatif, perlindungan arus lampau tertib sifar dua peringkat, beban lampau panas, perlindungan beban lampau, penggera beban lampau, pelantikan beban lampau, perlindungan sekatan, masa mula panjang, perlindungan bukan kuasa, penggera pemutus PT, penggera pemutus litar kawalan, perlindungan voltan rendah, penggera voltan lampau tertib sifar, gelung FC dengan fungsi kunci arus lampau, perlindungan ketidakseimbangan voltan, perlindungan jujukan fasa, perlindungan fasa voltan, perlindungan voltan lampau |
Selain fungsi perlindungan di atas, setiap peranti pengukuran dan kawalan perlindungan mikrokomputer mempunyai antara muka komunikasi RS485, merealisasikan komunikasi dengan sistem pemantauan kuasa, merealisasikan fungsi pemantauan litar operasi bebas, merealisasikan status suis, dan pemantauan litar suis lebih lengkap; fungsi hop terbina dalam, pengguna boleh memilih sama ada untuk melabur. Fungsi perlindungan peranti pengukuran dan kawalan perlindungan mikrokomputer yang baru dikonfigurasikan siri AM5SE adalah kaya, dan setiap menu boleh ditetapkan secara bebas dalam bahasa Cina atau Inggeris, kondusif untuk operasi dan penyelenggaraan.
5. Reka bentuk loji 10kV
Peranti serta lukisan pengukuran dan kawalan perlindungan bersepadu komputer siri AM5SE yang baru dikonfigurasikan direka bentuk oleh Acrel Co., LTD. Reka bentuk skematik litar sekunder mestilah berdasarkan lukisan sekunder kabinet voltan tinggi 10kV asal. Susun atur baris terminal adalah berdasarkan reka bentuk lukisan, dan reka bentuk lukisan mesti memenuhi keperluan peraturan yang berkaitan. Untuk reka bentuk lukisan dengan sifat beban yang sama, nombor terminal dan nombor talian adalah sangat seragam dan mempunyai peraturan tertentu. Ketepatan reka bentuk lukisan menentukan sama ada pembinaan dan pentauliahan adalah lancar dan pengeluaran yang selamat selepas operasi.
Proses transformasi perlindungan kuasa tambahan 6.10kV
Proses perlindungan dan transformasi kuasa loji 6 10kV Loji 10kV mesti memenuhi syarat pembinaan: pelan dan lukisan pembinaan terperinci; pengurus peralatan hendaklah melengkapkan penerimaan peralatan baharu; kakitangan pembinaan hendaklah melengkapkan pendidikan keselamatan; dan melengkapkan alatan dan bahan. Pembinaan dijalankan mengikut skim dan lukisan, untuk memastikan kelancaran penyiapan setiap pautan. 6.1 Transformasi perkakasan perlindungan kuasa loji 10kV Pembinaan pengubahsuaian loji 10kV terutamanya mempunyai tiga pautan: penggantian baris terminal dalam kabinet suis, penyingkiran peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif lama, dan pemasangan dan susunan talian pemasangan dan kabel peranti perlindungan komprehensif baharu. 6.1.1. Gantikan baris terminal Penggantian terminal perlu diganti satu persatu, untuk menggantikan satu terminal; dilarang menggantikan dua atau lebih terminal pada masa yang sama untuk mengelakkan salah sambungan, menyebabkan salah pendawaian, menggantikan baris terminal dalam kabinet suis sahaja, dan berkesan mencegah salah pendawaian; Bekalan kuasa AC, bekalan kuasa DC, litar henti, litar isyarat untuk menambah pengasingan, harus diasingkan untuk mengelakkan sambungan pendek antara terminal harus ditekan tanpa melonggarkan. Untuk menggantikan baris terminal, untuk memastikan terminal gelung asal dan nombor talian kekal tidak berubah, dan langkah seterusnya kerja pendawaian dan pemeriksaan talian dapat dijalankan dengan lancar. 6.1.2 Perobohan peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif lama. Mengikut pelan dan lukisan pembinaan, tanggalkan komponen yang akan dimansuhkan, termasuk peranti pengukuran dan kawalan perlindungan bersepadu lama, geganti perantaraan dalam suis, geganti voltan, geganti masa dan komponen lain, dan kabel sekunder yang berkaitan. Semasa pembongkaran, beri perhatian untuk mengelakkan kerosakan buatan pada komponen dan tersilap tanggalkan kabel sekunder yang berguna. Susun dan hapuskan komponen dan kelaskan, nyatakan storan tempatan, untuk mengelakkan kekacauan tapak kerja, tapak pembinaan harus memenuhi keperluan 6S. 6.1.3 Pemasangan dan susunan kabel talian pemasangan dan kabel peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif Disebabkan oleh saiz peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif baharu dan lama yang berbeza, saiz tetingkap pemasangan pada panel kabinet suis tidak memenuhi saiz peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif baharu. Tingkap pemasangan pada panel kabinet suis mesti dipotong dan dikembangkan untuk memasang peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif baharu dan mengelakkan panel pengikisan semasa memotong. Kabel yang disambungkan ke peranti baharu hendaklah kabel baharu, dan semua kabel yang tidak digunakan hendaklah ditanggalkan untuk mengelakkan kewujudan litar parasit. Pendawaian hendaklah dijalankan mengikut lukisan reka bentuk untuk mengelakkan kebocoran, salah sambungan dan salah suis. Pendawaian kabel peranti baharu hendaklah kemas, seragam, pendawaian yang munasabah, mudah untuk pemeriksaan dan penyelenggaraan. 6.2 Perlindungan kuasa dan pentauliahan loji 10 kV Perlindungan dan penyahpepijatan terutamanya dibahagikan kepada empat pautan: pemeriksaan talian gelung sekunder, pengesahan fungsi gelung, penyahpepijatan statik peranti perlindungan dan ujian penghantaran. Periksa setiap terminal dan setiap nombor talian dengan teliti mengikut lukisan pembinaan. Tumpuan diberikan kepada pemeriksaan litar sekunder CT tanpa litar terbuka, litar sekunder PT, kekutuban dan pendawaian harus betul; semak telemetri, komunikasi jarak jauh, pendawaian kawalan jauh harus betul; semak litar kawalan DC tanpa litar pintas, tiada litar pintas antara litar pembumian LN; ukur rintangan penebat litar kawalan DC memenuhi keperluan (1000V); ukur sama ada litar AC / DC dengan elektrik. Perlu diingatkan bahawa, kerana unit penyumberan luar tidak biasa dengan litar sekunder kilang, mudah terlepas dan salah sambungan dalam proses transformasi.
Gelung kawalan voltan AC dan DC dihidupkan untuk mengesahkan fungsi setiap gelung. Periksa sama ada telemetri, isyarat jauh dan isyarat kawalan jauh adalah betul, meter, lampu penunjuk, pencahayaan dan litar pemanas adalah normal; fungsi anti-lompatan badan suis adalah betul. Hidupkan gelung kawalan untuk mengesahkan lagi bahawa pendawaian setiap gelung adalah betul.
Penyahpepijatan statik peranti perlindungan adalah untuk menjalankan pemeriksaan persampelan peranti, memuat naik dan menyemak nilai tetap, dan pemeriksaan fungsi peranti. Periksa peranti perlindungan talian AM5SE-F, peranti perlindungan transformer AM5SE-T, peranti perlindungan motor AM5SE-M, peranti pensuisan kendiri siap sedia AM5SE-B, dan pemantauan PT dengan cara mengenakan arus pada bahagian sekunder CT dan mengenakan voltan analog pada terminal kabinet PT. Peranti AM5SE-UB, voltmeter, ammeter, dan sistem pemantauan dipaparkan dengan betul, dan urutan fasa dan fasa voltan AC dan gelung arus AC disahkan betul. Tetapkan nilai tetap mengikut peranti perlindungan pasangan tunggal nilai tetap dan semaknya untuk memastikan nilai tetap adalah betul. Pemeriksaan fungsi perlindungan adalah untuk mengesahkan ketepatan logik tindakan dan masa tindakan peranti pengukuran dan kawalan perlindungan mikrokomputer siri AM5SE dengan menambah kuantiti analog, tidak akan ada penolakan dan kerosakan, dan masa tindakan harus memenuhi keperluan. Penyahpepijatan statik peranti perlindungan memastikan peranti perlindungan boleh bertindak balas secara sensitif terhadap kerosakan, dan menghantar isyarat penggera dan arahan perjalanan dengan andal dan cepat.
Sambungan data antara peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif dan sistem pemantauan kuasa adalah betul, dan status operasi, nilai tetapan, rekod peristiwa dan maklumat lain pada peranti perlindungan boleh dikumpulkan dalam masa nyata di latar belakang. Peranti perlindungan disambungkan ke latar belakang, yang meningkatkan pengurusan sistem perlindungan geganti dan tahap automasi pemprosesan maklumat kerosakan.
Ujian penghantaran adalah untuk mensimulasikan jumlah kerosakan yang dikumpulkan oleh peranti perlindungan, dan peranti perlindungan harus keluar dari suis pemutus litar untuk mengesahkan ketepatan logik perlindungan peranti, litar pemutus litar dan litar isyarat; dan untuk mengesahkan bahawa suis boleh dibuka dan ditutup dengan betul dari jauh melalui operasi komputer hos. Ujian penghantaran lengkap harus dilakukan untuk setiap set peranti perlindungan untuk memastikan logik perlindungan setiap peranti perlindungan kabinet suis, pemutus litar keluar perlindungan, suis pembukaan dan penutupan jauh, dan petunjuk isyarat yang betul.
6.3 Masalah yang dihadapi dalam transformasi dan pengoptimuman
Selepas transformasi peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif yang baharu selesai, semasa ujian penghantaran, didapati bahawa suis hanya boleh ditutup sekali. Jika ia ditutup semula, ia hanya boleh ditutup selepas bekalan kuasa kawalan dihidupkan semula. Melalui analisis, didapati bahawa tiada titik tertutup normal dalam gegelung penutup pemutus litar. Memandangkan geganti penutup ditetapkan dalam peranti perlindungan untuk memastikan pemutus litar boleh ditutup dengan andal, pada masa ini, memandangkan tiada titik tertutup normal dalam gegelung penutup pemutus litar, selepas penutupan Jika tiada titik putus, tenaga geganti penutup dan penahan tidak boleh dilepaskan, jadi ia perlu dimulakan semula dan geganti penutup dan penahan boleh dilepaskan sebelum penutupan seterusnya. Selepas berkali-kali komunikasi dengan pengeluar pemutus litar dan kakitangan berkaitan stesen kuasa hidro, satu set titik tertutup normal disambungkan secara siri sebelum gegelung penutup, sekali gus menyelesaikan masalah di atas. Mengambil peranti pengukuran dan kawalan perlindungan transformer AM5SE-T sebagai contoh, gambarajah sekunder litar pembukaan dan penutup pembinaan semula stesen kuasa hidro ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 2 gambarajah kuadratik litar pecahan AM5SE-T
7. Transformasi sistem pemantauan kuasa elektrik 10kV
Untuk memantau operasi dan pengumpulan data seluruh bilik pengedaran secara masa nyata, satu set sistem pemantauan kuasa Acrel-2000Z dikonfigurasikan untuk stesen kuasa hidro bagi memuat naik data perlindungan mikrokomputer ke sistem pemantauan kuasa bagi merealisasikan pemantauan dan pengurusan kuasa pencawang 10kV dan meningkatkan tahap pengurusan automatik. Fungsi utamanya yang boleh direalisasikan adalah seperti berikut: pemantauan masa nyata, pertanyaan parameter elektrik, laporan operasi, penggera masa nyata, pertanyaan peristiwa sejarah, laporan statistik kuasa, pengurusan hak pengguna, topologi rangkaian, pemantauan kualiti kuasa, fungsi kawalan jauh, pengurusan komunikasi, gelombang rakaman kerosakan, penarikan balik kemalangan, pertanyaan lengkung, akses Web, akses APP.
8. Kesimpulan
Transformasi peranti perlindungan kuasa 10kV di stesen janakuasa hidro telah menyelesaikan masalah seperti penuaan komponen elektronik yang serius, tahap automasi yang rendah, antara muka manusia-mesin dan perisian yang tidak mesra, dan kerja penyelenggaraan yang sukar. Penggantian peranti pengukuran dan kawalan perlindungan mikrokomputer siri AM5SE lebih berfungsi dan berperikemanusiaan, peranti kristal cecair memaparkan voltan, jumlah pensampelan arus dan pelbagai rekod peristiwa yang lebih intuitif; Fungsi perisian penyahpepijatan berkuasa, mudah dikendalikan, mudah dikuasai, antara muka perisian mesra; Litar operasi mempunyai fungsi memantau suis suis dan pemutusan litar kawalan; Lampu penunjuk panel peranti menunjukkan secara langsung kedudukan lompatan suis dan status penutupan, Untuk kakitangan operasi dan penyelenggaraan lebih intuitif; Peranti pengukuran dan kawalan perlindungan motor AM5SE-M yang dikonfigurasikan menambah pengecaman keadaan permulaan/jalan motor, Dan dilengkapi dengan bahagian permulaan, menjalankan bahagian, menjalankan dua bahagian dan fungsi perlindungan lain, Menyelesaikan arus permulaan motor yang besar, Mudah menyebabkan masalah lompatan palsu; Peranti perlindungan ini dilengkapi dengan antara muka komunikasi RS485. Antara muka komunikasi disambungkan antara peranti perlindungan secara "berganding bahu". Data dihantar ke Sistem Pemantauan Kuasa Acrel-2000Z. Maklumat perlindungan dan pengurusan maklumat kerosakan mudah dilihat. Sejak transformasi peranti pengukuran dan kawalan perlindungan komprehensif baharu telah beroperasi, peralatan tersebut telah beroperasi seperti biasa. Penggunaan peranti perlindungan komprehensif baharu ini mempunyai fungsi perlindungan yang kaya, antara muka operasi yang mesra dan operasi serta penyelenggaraan yang mudah, yang meningkatkan operasi loji stesen kuasa hidro yang andal dan memastikan keselamatan dan pengeluaran loji yang stabil, yang sangat penting.
Masa siaran: 31 Okt-2022
