Nachrüstung von 10 kV Stromschutzvorrichtung in einer Wasserkraftstation
Abstract: Um die Zuverlässigkeit der 10-kV-Anlage Original integrierter Schutz- und Steuerungsvorrichtungsgerät zu verbessern, altern ein schwerwiegendes, niedriges Automatisierungsniveau, die unzureichende Benutzeroberfläche und die softwarefreundliche, schwierige Wartungsarbeiten. Die Wasserkraftstation entschied sich für die Aktualisierung des 10-kV-Anlagen-Stromschutzgeräts. Das neue Schutz- und Kontrollgerät verfügt über zahlreiche Schutzfunktionen, eine freundliche Betriebsgrenzfläche und ein bequemer Betrieb und die bequeme Wartung, was den zuverlässigen Betrieb des Stromverbrauchs des Wasserkraftwerks verbessert und die Sicherheit und Stabilität des Kraftwerks gewährleistet.
Schlüsselwörter: 10kV -Schutz- und Steuergerät; Zuverlässigkeit; Schutz für Wasserkraftstation
0 Einführung
Eine Wasserkraftstation befindet sich 15 km stromaufwärts eines Kreissitzes in Guangxi. Es ist ein wegweisendes Projekt der "Machtübertragung von West nach Ost" und ein wichtiges Projekt für die Entwicklung Westchina. Der Bau der Wasserkraftstation begann am 1. Juli 2001 und wurde bis Ende 2009 vollständig in Betrieb genommen. Der entworfene Wasserstand beträgt 400 m, die Dammhöhe beträgt 216,5 m, die erstklassige Länge des Damms beträgt 836 m. Der Bau ist in zwei Phasen abgeschlossen. Aufgrund der enormen Leistungskapazität des Kraftwerks hat es einen großen Einfluss auf die Gesellschaft. Um die Qualität der Stromversorgung und die langfristige sichere und zuverlässige Versorgung mit Energieenergie zu gewährleisten, hat die Wasserkraftstation allmählich die neue umfassende Schutzmessung und Steuerung des Stromverbrauchs von 10 kV verändert.
1.Brief Einführung des 10 -kV -Anlagenstromsystems
Das 10 -kV -System der Wasserkraftstation ist ein niedriges Erdungssystem. Das Verdrahtungsformular nimmt mehrfaches Netzteil unabhängiges Stromversorgung an. Abschnitt I ~ VI Bus ist "Hand in Hand" -Ring -Standby und eine wichtige Konfiguration der Lastdispersion, um die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu gewährleisten. Das gesamte 10 -kV -Stromversorgungssystem hat 7 Bushals: Die Abschnitte I, II, III, I IV, V und VI stammen aus der Tiefspannungs -Transformatorseite der Einheiten 1,2,3,4,5 bzw. 7; Abschnitt VII ist der Einführungspunkt der externen Stromversorgung, des Sicherheitsnetzteils und des Dieselgenerators, die als Backup -Stromversorgung von Abschnitt I, III und VI von 10 kV verwendet werden. Alle 10 -kV -Lasten in der Anlage sind nach dem Prinzip der Dispersion und Unabhängigkeit gleichmäßig auf der I ~ vi -Buslinie verteilt. Die vom 10 kV -Werksbus verbundenen Geräte sind in Verteilungstransformator, Hochspannungsmotor, Spannungstransformator und Kontaktschalter gemäß der Last Natur unterteilt. Siehe Abbildung 1 für das 10 -kV -Stromversorgungssystem der Wasserkraftstation im Zusammenhang.
Abb. 1 10 kV Anlagenleistung Verkabelung
2. Räume zum Kraftschutz und zur Transformation von 10 kV -Anlagen
Die ursprüngliche umfassende Schutz- und Steuerungsvorrichtung des 10-kV-Kraftwerks übernimmt das importierte Shanghai Areva MICOM-P122 Integrierte Schutzvorrichtung. Die Ausrüstung ist seit Mai 2007 in Betrieb. Die elektronischen Komponenten des Schutzgeräts sind ernsthaft altern, und die optischen Schutzeingangskomponenten werden häufiger beschädigt, was die sichere und stabile Produktion des Kraftwerks beeinflusst. Außerdem produziert der Hersteller keine Ersatzteile desselben Typs, kann nur den Austausch von Upgrade -Geräten erwerben, und die Daten des Schutzgeräts entsprechen den Anforderungen nicht, aber keine Ersatzteile vom Standby -Switch -Schutz. Die Automatisierungsstufe ist nicht hohe, schwache Digitalisierung, unbequemes Geräteinformationsmanagement, kann die heutigen Anforderungen nicht erfüllen, die Benutzeroberfläche und alle englischen Software sind nicht freundlich, was mühsamere Arbeiten bringt und die Arbeitseffizienz verringert. Unter Berücksichtigung der oben genannten Faktoren ist es notwendig, die technische Transformation des 10 -kV -Stromverbrauchs umfassende Schutzmessung und Steuerungssystem durchzuführen.
3. Erfordernis zum Leistungsschutz und zur Transformation von 10 kV -Anlagen
Die Schaltanlage und ihre Installationsposition bleiben unverändert, ersetzen Sie alle ursprünglichen Feeder -Lastschalter, Busschalter, PT -Kabinett, interne Sekundärkabel und Klemmenreihe. Das Schaltanbietungsfeld wird nach der Größe des neuen Geräts neu gestaltet und modifiziert. Vervollständigen Sie die Verkabelung des neuen Systems zur Überwachung des Gerätezugriffs für Stromüberwachung und der Kommunikationsschnittstelle. Bei der Transformation wird die Betriebsschleife optimiert, wenn die ursprüngliche Schutzkonfiguration unverändert bleibt.
4. Auswahl neuer umfassender Schutz- und Steuerungsausrüstung
Das neue integrierte Schutz- und Steuerungsgerät sollte die Steuerung, den Schutz, die Fehlerwellenaufzeichnung, die Messung, den Signalalarm, die Schaltvolumenerfassung und die Kommunikationsfunktionen integrieren. Mit dem dreistufigen nicht leitenden Stromschutz als Kern ist er mit der Überwachungs- und Sammelfunktion von Linienparametern ausgestattet, und die Messdaten und Schutzinformationen können über den Kommunikationsport über den Kommunikationsport auf das Stromüberwachungssystem hochgeladen werden, um die Automatisierung des Verteilungsnetzwerks zu erleichtern. Nach Angaben der öffentlichen Ausschreibungsergebnisse der nationalen Lieferanten für das 10 -kV -Anlagen -Stromschutz -Transformationsprojekt der Wasserkraftstation wurde schließlich die von Acrel Co. Gemäß den verschiedenen Lasteigenschaften des 10-kV-Anlagenbusses, der AM5SE-F-Leitungsschutzmessung und des Kontrollgeräts, der Überwachung und des Steuerungsgeräts AM5SE-T-Transformator, der Messung und Steuerung von AM5SE-M Motorschutz und Steuerungsvorrichtung, AM5SE-B-Selbstkontrollschutzmessung und Kontrollgerät, PT-Kabine AM5SE-UB-PT-Überwachungsanlagen, Protection-Funnationen, die jedes Modell von jedem Modell in den folgenden Tabellen zeigen, zeigen die folgenden Tabellen.
| Bild | Modell | Schutzfunktion |
| | Am5SE-F Leitungsschutzmessung und Steuerungsvorrichtung | Three-stage over current protection (can be closed by low pressure, can be protected in direction), reverse time limit over current protection (can be protected by low pressure closed W, two-stage zero order 101 over current / reverse time limit over current protection, two-stage zero order 1. 2 Current / reverse time over current protection, reclosing, accelerated over current protection (by low voltage closure), overload alarm, overload trip, pressure loss trip, pressure loss alarm, over voltage protection, zero order over Spannungsschutz, Umkehrkraftschutz, Niederfrequenzlastreduzierung / Hochfrequenzschutz (durch Schlupfdifferenz), Pt-Bruch-Alarm, Schaltungsausschaltalarm, FC-Schleife mit Überstromverriegelungsfunktion, Nichtleistungsschutz, CT-Bruchalarm und Überprüfung |
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| Am5SE-T Leistungsverteilungsschutzmessung und Steuerungsvorrichtung | Three-stage over current protection (can be completed by composite voltage closure), reverse time limit over current protection (can be completed by composite voltage lock), two-stage zero order 101 over current protection, two-stage zero order 102 over current protection, zero order reverse time limit over current protection, overload alarm, overload trip, PT break alarm, control circuit break alarm, non-power protection, CT break alarm, FC loop with over current lock function |
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| AM5SE-B Die Messung und Steuerung des Selbstprojektionsschutzes und der Steuerung | Three section over current protection (by composite voltage locking, with direction locking), reverse time over current protection (by composite voltage locking), accelerated over current protection (by composite voltage locking), standby function (support 11 kinds of power supply system), PT break alarm, control circuit break alarm, bus charging protection, reclosing, overload coupling / alarm, two section zero order over current protection, zero sequence acceleration over current protection, check the same Zeitraum |
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| Am5SE-M Motorschutzmessung und Steuerungsvorrichtung | Aktueller Schutz (Start, Lauf), Strom zweistufiger Schutz, Umkehrzeitschutz, zweistufige negative Sequenzschutz, negative Reihenfolge Reverse-Zeitgrenze-Schutz, zweistufige Reihenfolge Null. Spannungsphasenschutz, Überspannungsschutz |
Zusätzlich zur oben genannten Schutzfunktion verfügt jedes Mess- und Steuergerät für Mikrocomputer -Schutz und -steuerung über eine RS485 -Kommunikationsschnittstelle, realisiert die Kommunikation mit dem Leistungsüberwachungssystem, erkennt die Funktion der unabhängigen Betriebskreisüberwachungsfunktion, realisiert den Switch -Status und die Überwachung der Schaltkreisüberwachung ist vollständig. Integrierte HOP-Funktion können auswählen, ob sie investieren sollen. Die neu konfigurierte Messung und Steuerungsvorrichtung von Mikrocomputer -Schutz- und Steuerungsvorrichtungen AM5SE -Serienschutzfunktion ist reichhaltig, und jedes Menü kann frei in Chinesisch oder Englisch eingestellt werden, was dem Betrieb und der Wartung förderlich ist.
5. Bezeichnung von 10 kV -Anlagen
Die neu konfigurierten Computer -Mess- und Steuerungsvorrichtungen für Computer -Serien und Zeichnungen für integrierte Schutz- und Steuerungsvorschriften werden von Acrel Co., Ltd entworfen. Das schematische Design der Sekundärschaltung muss auf den ursprünglichen 10 -kV -Hochspannungsschrank -Sekundärzeichnungen basieren. Das Layout der Terminalreihen basiert auf dem Zeichendesign, und das Zeichendesign muss die Anforderungen der relevanten Vorschriften erfüllen. Für das Zeichnungsdesign mit der gleichen Last Natur sind die Terminalnummer und Liniennummer sehr einheitlich und haben bestimmte Regeln. Die Genauigkeit des Zeichnungsdesigns bestimmt, ob der Bau und die Inbetriebnahme reibungslos und die sichere Produktion nach dem Betrieb ist.
6.10 kV Hilfsstromschutz -Transformationsprozess
Stromschutz- und Transformationsprozess von 6 10 kV Anlage Die 10 -kV -Anlage muss den Bauteilen erfüllen: detaillierte Bauplan und Zeichnungen; Ausrüstungsmanager vervollständigen die Annahme neuer Geräte. Baupersonal zur Abschließung der Sicherheitserziehung; und vollständige Werkzeuge und Materialien. Der Bau wird in strenger Übereinstimmung mit dem Programm und den Zeichnungen durchgeführt, um die reibungslose Fertigstellung jeder Verbindung zu gewährleisten. 6.1 10 kV Anlagen -Stromschutz -Hardware -Transformation Die Renovierungskonstruktion von 10 -kV -Anlagen hat hauptsächlich drei Glieder: Der Austausch der Terminalreihe im Schaltschrank, die Entfernung des alten umfassenden Schutzmess- und Steuerungsgeräts sowie die Installations- und Montage- und Kabelanordnung des neuen umfassenden Schutzgeräts. 6.1.1. Ersetzen Sie den Anschlussanschluss -Ersatz muss einzeln ersetzt werden, um einen Terminal zu ersetzen. Verboten, zwei oder mehr Terminals gleichzeitig zu ersetzen, um Missverbindung zu verhindern, falsch auszuwirken, die Klemmereihe allein in einem Schalterschrank zu ersetzen und eine Missverwirtschaft effektiv zu verhindern. Wechselstromversorgung, DC -Stromversorgung, Auslösekreis und Signalkreis zur Isolierung sollten isoliert werden, um zu verhindern, dass die kurze Verbindung zwischen den Klemmen ohne Lockerung gedrückt werden sollte. So ersetzen Sie die Terminalreihe, um sicherzustellen, dass das ursprüngliche Schleifenanschluss und die Leitungsnummer unverändert bleiben und der nächste Schritt der Verkabelung und Leitungsprüfung reibungslos durchgeführt werden kann. 6.1.2 Abbruch der alten umfassenden Schutzmessung und Steuerung gemäß den Bauplan und Zeichnungen, entfernen Sie die zu abgeschaften Komponenten, einschließlich der alten integrierten Schutz- und Steuerungsgeräte, Zwischenrelais in der Schaltanlage, Spannungsrelais, Zeitrelais und anderen Komponenten sowie verwandten Sekundärkabeln. Achten Sie beim Abbau auf, um künstliche Schäden an Komponenten zu verhindern, und entfernen Sie fälschlicherweise nützliche sekundäre Kabel. Organisieren und abschaffen die Komponenten und klassifizieren Sie, geben Sie den lokalen Speicher an, um das Chaos der Baustelle zu verhindern. Die Baustelle sollte den 6S -Anforderungen erfüllen. 6.1.3 Installations- und Montagelinien sowie Kabelanordnung der umfassenden Schutz- und Steuerungsvorrichtung Aufgrund der verschiedenen Größen neuer und alter umfassender Schutzmess- und Steuergeräte entspricht die Größe des Installationsfensters auf dem Schaltkabinettsfeld nicht die Größe des neuen umfassenden Schutzmessgeräts und des Steuergeräts. Das Installationsfenster auf dem Schalterschrankfeld muss geschnitten und erweitert werden, um das neue umfassende Schutz- und Steuergerät zu installieren und beim Schneiden das Schabtfeld zu verhindern. Das an das neue Gerät angeschlossene Kabel muss ein neues Kabel sein, und alle nicht verwendeten Kabel müssen entfernt werden, um die Existenz eines parasitären Schaltkreises zu verhindern. Die Verkabelung muss streng den Entwurfszeichnungen übereinstimmen, um Leckage, Missverknüpfung und Missschalter zu verhindern. Die Kabelverdrahtung des neuen Geräts sollte ordentlich, einheitlich, angemessene Verkabelung und praktisch für Inspektion und Wartung sein. 6.2 Stromschutz und Inbetriebnahme von 10 K V -Anlagenschutz und -Debuggen werden hauptsächlich in vier Links unterteilt: Überprüfung der Sekundärschleife, Schleifenfunktionsüberprüfung, statisches Debuggen des Schutzgeräts und Übertragungstest. Überprüfen Sie jeden Terminal und jede Liniennummer sorgfältig gemäß den Bauzeichnungen. Konzentrieren Sie sich auf die Überprüfung des CT -Sekundärkreises ohne offener Schaltkreis, PT -Sekundärschaltung, Polarität und Verkabelung sollten korrekt sein. Überprüfen Sie die Telemetrie, die Fernkommunikation und die Verdrahtung der Fernbedienung sollten korrekt sein. Überprüfen Sie den DC -Steuerkreis ohne Kurzschluss, ohne Kurzschluss zwischen dem Erdkreis LN; Messen Sie den DC -Kontrollkreisdämmungswiderstand erfüllt die Anforderungen (1000 V); Messen Sie, ob der Wechselstrom- / Gleichstromkreis mit Strom. Es ist erwähnenswert, dass die Outsourcing -Einheit mit dem Sekundärkreis der Fabrik nicht vertraut ist, es im Transformationsprozess leicht zu übersehen und zu falsch zu kontrollieren.
Die Wechselstromspannung und DC -Steuerschleifen werden angetrieben, um die Funktionen jeder Schleife zu überprüfen. Überprüfen Sie, ob die Signale Telemetrie, Fernssignale und Fernbedienung korrekt sind, die Messgeräte, die Anzeigelichter, die Beleuchtung und die Heizungsschaltungen normal sind. Die Anti-Jump-Funktion des Schalterkörpers ist korrekt. Stromversorgung der Kontrollschleife, um weiter zu überprüfen, ob die Verkabelung jeder Schleife korrekt ist.
Das statische Debuggen des Schutzgeräts besteht darin, die Abtastungsprüfung des Geräts, das Hochladen und Überprüfen des festen Werts sowie die Funktionsprüfung des Geräts durchzuführen. Überprüfen Sie die AM5SE-F, die Transformatorschutzvorrichtung AM5SE-T, die AM5SE-M, die Self-Switching-Gerät AM5SE-B und die PT-Überwachung, indem Sie Strom auf der CT-Sekundärseite und Spannungsanalog an den PT-Schrankanschluss anwenden. Das Gerät AM5SE-UB, Voltmeter, Amperemeter und Überwachungssystem werden korrekt angezeigt, und die Phasensequenz und Phase der Wechselstromspannung und der Wechselstromschleife werden so überprüft, dass sie korrekt sind. Legen Sie den festen Wert gemäß dem Einzelpaarschutzgerät fest und überprüfen Sie ihn, um sicherzustellen, dass der feste Wert korrekt ist. Die Schutzfunktionsprüfung besteht darin, die Richtigkeit der Aktionslogik und der Aktionszeit des Mikrocomputer -Schutz- und Steuerungsgeräts der AM5SE -Serie durch Zugabe analoge Menge zu überprüfen. Das statische Debuggen des Schutzgeräts stellt sicher, dass das Schutzgerät empfindlich auf Fehler reagieren und Alarmsignale und Auslöseanweisungen zuverlässig und schnell aussenden kann.
Die Datenverbindung zwischen der umfassenden Schutzmessung und dem Steuerungsgerät und dem Stromüberwachungssystem ist korrekt, und dem Betriebsstatus, der Einstellung von Wert, Ereignisdatensatz und anderen Informationen auf dem Schutzgerät können in Echtzeit im Hintergrund gesammelt werden. Das Schutzgerät ist mit dem Hintergrund verbunden, wodurch die Verwaltung des Relaisschutzsystems und die Automatisierungsstufe der Verarbeitung von Fehlerinformationen verbessert werden.
Der Übertragungstest soll die vom Schutzgerät gesammelte Fehlermenge simulieren, und das Schutzgerät sollte den Trip -Switch verlassen, um die Richtigkeit der Geräteschutzlogik, der Trip -Schaltung und der Signalschaltung zu überprüfen. und zu überprüfen, ob der Schalter über den Betrieb des Host -Computers ordnungsgemäß geöffnet und aus der Ferne geschlossen werden kann. Für jeden Satz von Schutzvorrichtungen sollte ein vollständiger Übertragungstest durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Schutzlogik jedes Schaltungsschrankschutzgeräts, die Schutzausgabe des Schutzes, die Fernöffnung und den Schließschalter und die korrekte Signalanzeige.
6.3 Probleme bei der Transformation und Optimierung
Nach der Transformation des neuen umfassenden Schutz- und Steuerungsgeräts wurde während des Übertragstests festgestellt, dass der Schalter nur einmal geschlossen werden konnte. Wenn es wieder geschlossen war, konnte es erst nach dem Neustart der Steuerung der Steuerung geschlossen werden. Durch die Analyse wurde festgestellt, dass es in der Schließspule des Leistungsschalters normalerweise keinen geschlossenen Punkt gibt. Da das Schließrelais im Schutzgerät eingestellt ist, um sicherzustellen, dass der Leistungsschalter zuverlässig zu diesem Zeitpunkt geschlossen werden kann, da in der Schließspule des Leistungsschalters kein normalerweise geschlossener Punkt vorhanden ist, kann nach dem Schließen, wenn kein Bruchpunkt vorhanden ist, die Energie des Schließens und das Halten von Relay nicht veröffentlicht werden, sodass es vor dem nächsten Schließen veröffentlicht werden muss. Nach vielen Male der Kommunikation mit dem Leistungsschalterhersteller und dem zuständigen Personal der Wasserkraftstation sind vor der Schließspule eine Reihe von normalerweise geschlossenen Punkten in Reihe angeschlossen, wodurch die oben genannten Probleme gelöst werden. Wenn Sie die AM5SE-T-Transformatorschutzmessung und -steuerungsvorrichtung als Beispiel übernehmen, ist das sekundäre Diagramm der Öffnungs- und Schließkreis der Rekonstruktion der Wasserkraftstation in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2 Quadratisches Diagramm der AM5SE-T-Splitschaltung
7. Überwachung des 10 -kV -Stromüberwachungssystems
Um die Betriebs- und Datenerfassung des gesamten Verteilungsraums in Echtzeit zu überwachen, ist für die Wasserkraftstation ein Satz von ACREL-2000Z-Leistungsüberwachungssystem konfiguriert, um die Mikrocomputer-Schutzdaten in das Stromüberwachungssystem hochzuladen, um die Stromversorgungsüberwachung und -verwaltung von 10 kV-Unterstationen zu realisieren und das Niveau der automatischen Verwaltung zu verbessern. Die Hauptfunktionen können wie folgt realisiert werden: Echtzeitüberwachung, elektrische Parameterabfrage, Betriebsbericht, Echtzeitalarm, Abfrage für historische Ereignisse, Leistungsstatistikbericht, Benutzerrechtsverwaltung, Netzwerk-Topologie, Leistungsqualitätsüberwachung, Fernsteuerungsfunktion, Kommunikationsmanagement, Fehleraufzeichnung Welle, Curve-Abfrageberechtigung.
8. Konkle
Die Transformation des 10-kV-Leistungsschutzgeräts in der Wasserkraftstation hat die Probleme wie das schwerwiegende Alterung elektronischer Komponenten, niedrige Automatisierungsniveau, unfreundliche Benutzeroberfläche und Software und schwierige Wartungsarbeiten gelöst. Der Austausch der Messung und Steuerungsvorrichtung der Am5SE -Serie ist mikrocomputerer Schutz- und Steuerungsvorrichtung. Der flüssige Kristall von Geräte -Flüssigkeitskristall ist mehr intuitivere Anzeigespannung, die Stromabtastmenge und verschiedene Ereignisaufzeichnungen. Die Debug -Softwarefunktion ist leistungsstark, einfach zu bedienen, einfach zu meistern, freundlich zu einer freundlichen Software -Oberfläche. Der Betriebskreis hat die Funktion des Überwachungsschalters und der Steuerung des Steuerschaltungsschaltungsschalters. Das Leuchten der Geräte -Panel -Indikators zeigt direkt die Switch -Sprungposition und den Schlussstatus für das Betriebs- und Wartungspersonal intuitiver. Die konfigurierte AM5SE-M-Motorschutzmessung und -steuerungsvorrichtung fügt den motorischen Start- / Laufstatuserkennung hinzu, der mit dem Startabschnitt ausgestattet ist und den Abschnitt ausgeführt hat. Dabei wird der Startstrom der beiden Abschnitte und andere Schutzfunktionen ausgeführt. Es ist groß, einfach ein falsches Sprungproblem zu verursachen. Das Schutzgerät ist mit einer RS485-Kommunikationsschnittstelle ausgestattet. Die Kommunikationsschnittstelle ist zwischen den Schutzgeräten durch "Hand in Hand" verbunden. Die Daten werden an das ACREL-2000Z-Stromüberwachungssystem geliefert, um die Schutzinformationen und Fehlerinformationen für Fehlerinformationen anzuzeigen. Seit der Transformation des neuen umfassenden Schutz- und Steuerungsgeräts wurde in Betrieb genommen, das Gerät war im normalen Betrieb. Die Anwendung des neuen umfassenden Schutzgeräts verfügt über umfangreiche Schutzfunktionen, eine freundliche Betriebsgrenzfläche und ein bequemer Betrieb und die bequeme Wartung, wodurch der zuverlässige Betrieb der Wasserkraftwerksanlage verbessert wird und die Sicherheit und die stabile Produktion der Anlage gewährleistet, was von offensichtlicher Bedeutung ist.
Postzeit: Okt-31-2022
