Trang bị thêm thiết bị bảo vệ năng lượng 10kV trong trạm thủy điện
Tóm tắt: Để cải thiện độ tin cậy của nhà máy 10kV nguyên liệu bảo vệ tích hợp và thiết bị điều khiển các thành phần điện tử đã lão hóa nghiêm trọng, mức độ tự động hóa thấp, giao diện nhân lực không đủ và phần mềm thân thiện với công việc bảo trì. Thiết bị bảo vệ và kiểm soát mới có nhiều chức năng bảo vệ, giao diện vận hành thân thiện và vận hành và bảo trì thuận tiện, giúp cải thiện hoạt động đáng tin cậy của tiêu thụ điện của nhà máy thủy điện và đảm bảo sự an toàn và ổn định của nhà máy điện.
Từ khóa: Thiết bị điều khiển và bảo vệ 10kV; độ tin cậy; Bảo vệ cho trạm thủy điện
0 Giới thiệu
Một trạm thủy điện nằm cách ghế quận 15km ở Guangxi. Đây là một dự án mang tính bước ngoặt của "truyền tải điện từ tây sang đông" và là một dự án quan trọng cho sự phát triển của phương Tây Trung Quốc. Việc xây dựng trạm thủy điện bắt đầu vào ngày 1.2001 tháng 7 và được đưa vào hoạt động hoàn toàn vào cuối năm 2009. Mực nước được thiết kế là 400m, chiều cao đập là 216,5m, chiều dài nhất của đập là 836m, dung lượng lưu trữ là 27,3 tỷ m³, công suất lắp đặt là 6,3 triệu kW và dự luật điện tử hàng năm là 18.7. Việc xây dựng được hoàn thành theo hai giai đoạn. Do khả năng sản lượng khổng lồ của nhà máy điện, nó có tác động lớn đến xã hội. Để đảm bảo chất lượng cung cấp năng lượng và nguồn cung cấp năng lượng điện an toàn và đáng tin cậy lâu dài, trạm thủy điện đã dần biến đổi thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ toàn diện mới của tiêu thụ điện năng 10kV.
1. Giới thiệu hệ thống điện thực vật 10kV
Hệ thống 10kV của trạm thủy điện là một hệ thống nối đất thấp. Hình thức hệ thống dây điện của nó áp dụng nhiều nguồn cung cấp điện độc lập nguồn điện, Phần I ~ VI Bus là "tay trong tay" và cấu hình phân tán tải quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của cung cấp điện. Toàn bộ hệ thống điện 10kV có 7 thanh xe buýt: Phần I, II, III, I IV, V và VI được lấy từ phía máy biến áp điện áp thấp của các đơn vị lần lượt là 1,2,3,4,5 và 7; Phần VII là điểm giới thiệu về nguồn điện bên ngoài, nguồn cung cấp điện và máy phát điện diesel, được sử dụng làm nguồn điện dự phòng của xe buýt Phần I, III và VI là 10kV. Tất cả các tải trọng 10kV trong nhà máy được phân phối đồng đều trên tuyến xe buýt I ~ VI theo nguyên tắc phân tán và độc lập. Thiết bị được kết nối bởi xe buýt nhà máy 10kV được chia thành máy biến áp phân phối, động cơ điện áp cao, máy biến áp điện áp và công tắc tiếp xúc theo bản chất tải. Xem Hình 1 cho hệ thống cung cấp năng lượng 10kV của trạm thủy điện kết nối.

Hình 1 Hệ thống dây điện 10kV
2.Rasons để bảo vệ điện và chuyển đổi nhà máy 10kV
Thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ toàn diện ban đầu của nhà máy điện 10kV áp dụng thiết bị bảo vệ tích hợp Thượng Hải Areva Areva Micom-P122 nhập khẩu. Thiết bị đã hoạt động từ tháng 5 năm 2007. Các thành phần điện tử của thiết bị bảo vệ đang lão hóa nghiêm trọng và các thành phần đầu vào khớp nối quang bảo vệ bị hư hỏng thường xuyên hơn, ảnh hưởng đến việc sản xuất an toàn và ổn định của nhà máy điện. Ngoài ra, nhà sản xuất không còn sản xuất các bộ phận dự phòng cùng loại, chỉ có thể mua thay thế thiết bị nâng cấp và dữ liệu thiết bị bảo vệ không đáp ứng các yêu cầu, nhưng không có phụ tùng nào từ bảo vệ chuyển đổi dự phòng; Mức độ tự động hóa không cao, số hóa yếu, quản lý thông tin thiết bị bất tiện, không thể đáp ứng các yêu cầu ngày hôm nay, giao diện người đàn ông và tất cả phần mềm tiếng Anh không thân thiện, mang lại công việc tẻ nhạt hơn và giảm hiệu quả công việc. Xem xét các yếu tố trên, cần phải thực hiện chuyển đổi kỹ thuật của hệ thống đo lường và điều khiển bảo vệ toàn diện tiêu thụ năng lượng 10kV.
3. Các khoản để bảo vệ điện và chuyển đổi nhà máy 10kV
Thiết bị đóng cắt và vị trí cài đặt của nó vẫn không thay đổi, thay thế tất cả các công tắc tải nạp ban đầu, công tắc bus, tủ PT, cáp thứ cấp bên trong và hàng đầu cuối; Bảng điều khiển được thiết kế lại và sửa đổi theo kích thước của thiết bị mới; Hoàn thành hệ thống dây của hệ thống giám sát công suất truy cập thiết bị mới và bộ địa chỉ giao diện giao tiếp. Trong quá trình chuyển đổi, vòng lặp hoạt động được tối ưu hóa khi cấu hình bảo vệ ban đầu được giữ không thay đổi.
4. Chọn thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ toàn diện mới
Thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ tích hợp mới sẽ tích hợp điều khiển, bảo vệ, ghi sóng lỗi, đo lường, báo động tín hiệu, chuyển đổi các chức năng giao tiếp và thu thập âm lượng. Với sự bảo vệ dòng điện ba giai đoạn là lõi, nó được trang bị chức năng giám sát và thu thập của các tham số dòng và thông tin đo lường và bảo vệ đo lường có thể được tải lên hệ thống giám sát điện thông qua cổng giao tiếp để tạo điều kiện cho việc tự động hóa mạng lưới phân phối. Theo kết quả đấu thầu công khai của các nhà cung cấp quốc gia cho dự án chuyển đổi thiết bị bảo vệ năng lượng thực vật 10kV của trạm thủy điện, thiết bị đo và điều khiển AM5SE Series do Acrel Co., Ltd. sản xuất. Theo các tính chất tải khác nhau của xe buýt công suất thực vật 10kV, thiết bị điều khiển và đo bảo vệ đường dây AM5SE-F, thiết bị điều khiển và giám sát bảo vệ máy biến áp AM5SE-T, Đo lường và điều khiển động cơ AM5SE-M, Đo bảo vệ và điều khiển AM5SE AM5S-B, thiết bị điều khiển PT Cabine
hình ảnh | người mẫu | chức năng bảo vệ |
AM5SE-F Thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ đường dây | Bảo vệ ba giai đoạn trên bảo vệ hiện tại (có thể được đóng lại bằng áp suất thấp, có thể được bảo vệ theo hướng), giới hạn thời gian ngược lại bảo vệ hiện tại (có thể được bảo vệ bằng áp suất thấp W, hai giai đoạn không thứ tự 101 trên giới hạn thời gian hiện tại / ngược lại bảo vệ hiện tại không đơn hàng trên bảo vệ điện áp, bảo vệ công suất ngược, giảm tải tần số thấp / bảo vệ tần số cao (bằng chênh lệch trượt), báo động ngắt pt, báo động ngắt mạch điều khiển, vòng lặp FC với chức năng khóa hiện tại, bảo vệ phi năng lượng, báo động ngắt CT và kiểm tra | |
| AM5SE-T Đo lường và thiết bị điều khiển bảo vệ phân phối điện | Bảo vệ ba giai đoạn trên bảo vệ hiện tại (có thể được hoàn thành bằng cách đóng điện áp tổng hợp), giới hạn thời gian ngược lại bảo vệ hiện tại (có thể được hoàn thành bằng khóa điện áp tổng hợp), thứ tự hai giai đoạn không có thứ tự 101 trên bảo vệ hiện tại, độ nào không bảo vệ hiện tại. |
| AM5SE-B Đo lường và thiết bị điều khiển bảo vệ tự phục hồi | Ba phần trên bảo vệ hiện tại (bằng khóa điện áp tổng hợp, với khóa hướng), ngược thời gian trên bảo vệ hiện tại (bằng khóa điện áp tổng hợp), tăng tốc trên bảo vệ hiện tại (bằng cách khóa điện áp tổng hợp), chức năng dự phòng cùng một khoảng thời gian |
| AM5SE-M Đo lường và thiết bị điều khiển bảo vệ động cơ | Bảo vệ bảo vệ hiện tại (khởi động, chạy), bảo vệ hai giai đoạn hiện tại, bảo vệ thời gian đảo ngược, bảo vệ trình tự âm hai giai đoạn, bảo vệ giới hạn thời gian ngược thứ tự, hai giai đoạn không theo thứ tự hiện tại, quá tải nóng, bảo vệ quá tải, báo động quá tải Bảo vệ, bảo vệ pha điện áp, bảo vệ điện áp |
Ngoài chức năng bảo vệ ở trên, mỗi thiết bị đo và điều khiển bảo vệ máy vi tính có giao diện truyền thông RS485, nhận ra giao tiếp với hệ thống giám sát năng lượng, nhận ra chức năng giám sát mạch hoạt động độc lập, nhận ra trạng thái chuyển đổi và giám sát mạch chuyển mạch hoàn tất hơn; Chức năng hop tích hợp, người dùng có thể chọn đầu tư. Chức năng bảo vệ của thiết bị bảo vệ máy vi tính và thiết bị điều khiển AM5SE mới được cấu hình rất phong phú và mỗi menu có thể được đặt tự do bằng tiếng Trung hoặc tiếng Anh, có lợi cho hoạt động và bảo trì.
5. Thiết kế nhà máy 10kV
Các thiết bị và bản vẽ và bản vẽ của ACREL Co., LTD. Thiết kế sơ đồ của mạch thứ cấp phải dựa trên bản vẽ thứ cấp tủ điện áp cao 10kV ban đầu. Bố cục hàng đầu cuối dựa trên thiết kế bản vẽ và thiết kế bản vẽ phải đáp ứng các yêu cầu của các quy định liên quan. Đối với thiết kế vẽ với cùng bản chất tải, số đầu cuối và số dòng rất đồng nhất và có một số quy tắc nhất định. Độ chính xác của thiết kế bản vẽ xác định xem việc xây dựng và vận hành có mượt mà hay không và sản xuất an toàn sau khi hoạt động.
6.10kv Quy trình chuyển đổi bảo vệ năng lượng phụ trợ
Quá trình bảo vệ và chuyển đổi năng lượng của nhà máy 6 10kV Nhà máy 10kV phải đáp ứng các điều kiện xây dựng: Kế hoạch xây dựng chi tiết và bản vẽ; Người quản lý thiết bị sẽ hoàn thành việc chấp nhận thiết bị mới; Nhân viên xây dựng để hoàn thành giáo dục an toàn; và hoàn thành các công cụ và vật liệu. Việc xây dựng được thực hiện theo quy định nghiêm ngặt với sơ đồ và bản vẽ, để đảm bảo hoàn thành trơn tru của từng liên kết. 6.1 Biến đổi phần cứng bảo vệ công suất thực vật 10kV Việc cải tạo nhà máy 10kV chủ yếu có ba liên kết: Thay thế hàng đầu cuối trong tủ chuyển đổi, loại bỏ thiết bị đo và điều khiển bảo vệ toàn diện cũ, và dây chuyền lắp đặt và lắp ráp và sắp xếp cáp của thiết bị bảo vệ toàn diện mới. 6.1.1. Thay thế thay thế đầu cuối hàng đầu cuối cần được thay thế từng cái một, để thay thế một thiết bị đầu cuối; Cấm thay thế hai hoặc nhiều thiết bị đầu cuối cùng một lúc để ngăn chặn sự kết nối sai, gây sai, thay thế hàng đầu cuối trong tủ chuyển đổi một mình và ngăn chặn hiệu quả sai; Cung cấp năng lượng AC, nguồn điện DC, mạch chuyến đi, mạch tín hiệu để thêm sự cô lập, nên được cô lập để ngăn chặn kết nối ngắn giữa các thiết bị đầu cuối nên được nhấn mà không bị nới lỏng. Để thay thế hàng đầu cuối, để đảm bảo rằng số đầu cuối vòng lặp và số dòng ban đầu không thay đổi, và bước tiếp theo của công việc kiểm tra dây và đường dây có thể được thực hiện trơn tru. 6.1. Khi tháo dỡ, hãy chú ý để ngăn ngừa thiệt hại nhân tạo cho các thành phần và loại bỏ nhầm cáp thứ cấp hữu ích. Tổ chức và bãi bỏ các thành phần và phân loại, chỉ định lưu trữ cục bộ, để ngăn chặn sự hỗn loạn của trang web làm việc, trang web xây dựng sẽ đáp ứng các yêu cầu của 6S. 6.1.3 Dây chuyền lắp đặt và lắp ráp và sắp xếp cáp của thiết bị đo lường và điều khiển bảo vệ toàn diện Do các kích thước khác nhau của các thiết bị và điều khiển bảo vệ toàn diện mới và cũ, kích thước của cửa sổ cài đặt trên bảng điều khiển tủ chuyển đổi không đáp ứng kích thước của thiết bị đo và điều khiển bảo vệ toàn diện mới. Cửa sổ cài đặt trên bảng điều khiển tủ chuyển đổi phải được cắt và mở rộng để cài đặt thiết bị đo và điều khiển bảo vệ toàn diện mới và ngăn chặn bảng điều khiển khi cắt. Cáp được kết nối với thiết bị mới phải là cáp mới và tất cả các dây cáp không sử dụng phải được gỡ bỏ để ngăn chặn sự tồn tại của mạch ký sinh. Hệ thống dây điện phải được tiến hành theo các bản vẽ thiết kế nghiêm ngặt để ngăn chặn rò rỉ, kết nối sai và misswitching. Hệ thống dây cáp của thiết bị mới phải gọn gàng, thống nhất, hệ thống dây hợp lý, thuận tiện để kiểm tra và bảo trì. 6.2 Bảo vệ điện và vận hành bảo vệ và gỡ lỗi thực vật 10 K V chủ yếu được chia thành bốn liên kết: Kiểm tra dòng vòng thứ cấp, Xác minh chức năng vòng, gỡ lỗi tĩnh của thiết bị bảo vệ và kiểm tra truyền. Kiểm tra cẩn thận từng thiết bị đầu cuối và mỗi số dòng theo bản vẽ xây dựng. Tập trung vào việc kiểm tra mạch thứ cấp CT mà không có mạch mở, mạch thứ cấp PT, phân cực và hệ thống dây điện phải là chính xác; Kiểm tra từ xa, giao tiếp từ xa, hệ thống dây điều khiển từ xa phải đúng; Kiểm tra mạch điều khiển DC mà không có mạch ngắn, không có mạch ngắn giữa mạch mặt đất LN; Đo điện trở cách nhiệt mạch điều khiển DC đáp ứng các yêu cầu (1000V); Đo xem mạch AC / DC có điện. Điều đáng chú ý là, bởi vì đơn vị gia công không quen thuộc với mạch thứ cấp của nhà máy, nên rất dễ bỏ lỡ và kết nối sai trong quá trình chuyển đổi.
Điện áp AC và các vòng điều khiển DC được cung cấp năng lượng để xác minh các chức năng của mỗi vòng lặp. Kiểm tra xem đo từ xa, tín hiệu từ xa và tín hiệu điều khiển từ xa có chính xác không, các mét, đèn báo, ánh sáng và mạch nóng là bình thường; Chức năng chống nhảy của cơ thể chuyển đổi là chính xác. Nguồn trên vòng điều khiển để xác minh thêm rằng hệ thống dây của mỗi vòng là chính xác.
Việc gỡ lỗi tĩnh của thiết bị bảo vệ là thực hiện kiểm tra lấy mẫu của thiết bị, tải lên và kiểm tra giá trị cố định và kiểm tra chức năng của thiết bị. Kiểm tra thiết bị bảo vệ dòng AM5SE-F, Thiết bị bảo vệ máy biến áp AM5SE-T, Thiết bị bảo vệ động cơ AM5SE-M, thiết bị tự chuyển dự phòng AM5SE-B và giám sát PT bằng phương tiện áp dụng dòng điện ở phía thứ cấp CT và áp dụng điện áp tương tự vào thiết bị đầu cuối tủ PT. Thiết bị AM5SE-UB, vôn kế, ampe kế và hệ thống giám sát được hiển thị chính xác, và chuỗi pha và pha của điện áp AC và vòng lặp dòng AC được xác minh là chính xác. Đặt giá trị cố định theo thiết bị bảo vệ cặp đơn giá trị cố định và kiểm tra nó để đảm bảo rằng giá trị cố định là chính xác. Kiểm tra chức năng bảo vệ là để xác minh tính chính xác của logic hành động và thời gian hành động của thiết bị đo và điều khiển máy vi tính AM5SE bằng cách thêm số lượng tương tự, sẽ không bị từ chối và trục trặc, và thời gian hành động sẽ đáp ứng các yêu cầu. Việc gỡ lỗi tĩnh của thiết bị bảo vệ đảm bảo rằng thiết bị bảo vệ có thể phản ứng nhạy cảm với các lỗi và gửi tín hiệu báo động và hướng dẫn chuyến đi một cách đáng tin cậy và nhanh chóng.
Kết nối dữ liệu giữa thiết bị đo và điều khiển bảo vệ toàn diện và hệ thống giám sát năng lượng là chính xác và trạng thái hoạt động, giá trị cài đặt, bản ghi sự kiện và thông tin khác trên thiết bị bảo vệ có thể được thu thập trong thời gian thực trong nền. Thiết bị bảo vệ được kết nối với nền, giúp cải thiện việc quản lý hệ thống bảo vệ rơle và mức độ tự động hóa xử lý thông tin lỗi.
Kiểm tra truyền là để mô phỏng lượng lỗi được thu thập bởi thiết bị bảo vệ và thiết bị bảo vệ sẽ thoát khỏi chuyển đổi chuyến đi để xác minh tính chính xác của logic bảo vệ thiết bị, mạch chuyến đi và mạch tín hiệu; và để xác minh rằng công tắc có thể được mở đúng và đóng từ xa thông qua hoạt động của máy tính chủ. Một thử nghiệm truyền hoàn toàn nên được thực hiện cho từng bộ thiết bị bảo vệ để đảm bảo rằng logic bảo vệ của từng thiết bị bảo vệ tủ công tắc, đường ra bảo vệ, công tắc mở và đóng từ xa và chỉ báo tín hiệu chính xác.
6.3 Các vấn đề gặp phải trong quá trình chuyển đổi và tối ưu hóa
Sau khi chuyển đổi thiết bị đo và điều khiển bảo vệ toàn diện mới đã hoàn thành, trong quá trình thử nghiệm truyền, người ta thấy rằng công tắc chỉ có thể được đóng lại một lần. Nếu nó được đóng lại, nó chỉ có thể được đóng lại sau khi khởi động lại nguồn điện điều khiển. Thông qua phân tích, người ta thấy rằng không có điểm đóng bình thường trong cuộn dây đóng của bộ ngắt mạch. Vì rơle đóng được đặt trong thiết bị bảo vệ để đảm bảo rằng bộ ngắt mạch có thể được đóng một cách đáng tin cậy, tại thời điểm này, vì không có điểm đóng thường trong cuộn dây đóng của bộ ngắt mạch, sau khi đóng nếu không có điểm dừng, năng lượng đóng lại và giữ lại. Sau nhiều lần liên lạc với nhà sản xuất bộ ngắt mạch và nhân viên có liên quan của trạm thủy điện, một tập hợp các điểm đóng bình thường được kết nối nối tiếp trước khi cuộn đóng, do đó giải quyết các vấn đề trên. Lấy ví dụ, lấy thiết bị đo và điều khiển của máy biến áp AM5SE-T làm ví dụ, sơ đồ thứ cấp của mạch mở và đóng của tái tạo trạm thủy điện được hiển thị trong Hình 2.

Hình 2 Sơ đồ bậc hai của mạch phân tách AM5SE-T
7. Thông tin của hệ thống giám sát năng lượng điện 10kV
Để giám sát hoạt động và thu thập dữ liệu của toàn bộ phòng phân phối trong thời gian thực, một bộ hệ thống giám sát năng lượng ACREL-2000Z được cấu hình cho trạm thủy điện để tải dữ liệu bảo vệ máy vi tính lên hệ thống giám sát điện để nhận ra và quản lý trạm biến áp 10KV và cải thiện mức độ quản lý tự động. Các chức năng chính của nó có thể được thực hiện như sau: giám sát thời gian thực, truy vấn tham số điện, báo cáo hoạt động, báo động thời gian thực, truy vấn sự kiện lịch sử, báo cáo thống kê điện, quản lý quyền người dùng, cấu trúc liên kết mạng, giám sát chất lượng điện, chức năng kiểm soát từ xa, quản lý giao tiếp, sóng ghi lại, thu hồi tai nạn, truy vấn đường cong, truy cập web, truy cập ứng dụng.
8. Khói
Việc chuyển đổi thiết bị bảo vệ năng lượng 10kV trong trạm thủy điện đã giải quyết các vấn đề như lão hóa nghiêm trọng của các thành phần điện tử, mức độ tự động hóa thấp, giao diện và phần mềm máy tính-máy không thân thiện và công việc bảo trì khó khăn. Việc thay thế thiết bị đo và thiết bị điều khiển máy vi tính AM5SE Series có chức năng và được nhân hóa hơn, điện áp hiển thị trực quan hơn thiết bị, số lượng lấy mẫu hiện tại và các bản ghi sự kiện khác nhau; Chức năng phần mềm gỡ lỗi rất mạnh mẽ, dễ vận hành, dễ làm chủ, giao diện phần mềm thân thiện; Mạch hoạt động có chức năng giám sát công tắc và ngắt kết nối mạch điều khiển; Đèn báo bảng điều khiển thiết bị trực tiếp hiển thị vị trí nhảy chuyển đổi và trạng thái đóng, cho nhân viên vận hành và bảo trì trực quan hơn; Thiết bị điều khiển và đo bảo vệ động cơ AM5SE-M được định cấu hình bổ sung nhận dạng trạng thái khởi động / chạy động cơ và được trang bị phần bắt đầu, chạy phần, chạy hai phần và các chức năng bảo vệ khác, giải quyết dòng động cơ là lớn, dễ dàng gây ra vấn đề nhảy sai; Thiết bị bảo vệ được trang bị giao diện truyền thông RS485, giao diện giao tiếp được kết nối giữa các thiết bị bảo vệ bằng cách "tay trong tay", dữ liệu được gửi đến hệ thống giám sát năng lượng ACREL-2000Z, thuận tiện để xem thông tin bảo vệ và quản lý thông tin lỗi. Kể từ khi chuyển đổi thiết bị đo và điều khiển bảo vệ toàn diện mới đã được đưa vào hoạt động, thiết bị đã hoạt động bình thường. Việc áp dụng thiết bị bảo vệ toàn diện mới có các chức năng bảo vệ phong phú, giao diện hoạt động thân thiện và vận hành và bảo trì thuận tiện, giúp cải thiện hoạt động đáng tin cậy của nhà máy trạm thủy điện và đảm bảo sự an toàn và sản xuất ổn định của nhà máy, có ý nghĩa rõ ràng.
Thời gian đăng: Tháng 10-31-2022