Rekonstruksi perangkat proteksi daya 10kV pada Pembangkit Listrik Tenaga Air
Abstrak: Untuk meningkatkan keandalan perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan terintegrasi asli pabrik 10kV, komponen elektronik mengalami penuaan yang serius, tingkat otomatisasi yang rendah, antarmuka manusia-mesin yang tidak memadai dan ramah perangkat lunak, pekerjaan pemeliharaan yang sulit. Pembangkit listrik tenaga air memutuskan untuk meningkatkan pembangkit listrik 10kV perangkat perlindungan daya.Perangkat perlindungan dan kontrol baru ini memiliki banyak fungsi perlindungan, antarmuka pengoperasian yang ramah, serta pengoperasian dan pemeliharaan yang mudah, yang meningkatkan pengoperasian konsumsi daya pembangkit listrik tenaga air yang andal dan memastikan keamanan dan stabilitas pembangkit listrik.
Kata kunci: perangkat proteksi dan kontrol 10kV;keandalan;perlindungan pembangkit listrik tenaga air
0 Pendahuluan
Sebuah pembangkit listrik tenaga air terletak 15 km di hulu pusat kabupaten di Guangxi.Ini adalah proyek penting "Transmisi Listrik dari Barat ke Timur" dan proyek penting bagi pembangunan Tiongkok bagian barat.Pembangunan pembangkit listrik tenaga air dimulai pada tanggal 1 Juli 2001, dan dioperasikan sepenuhnya pada akhir tahun 2009. Ketinggian air yang direncanakan adalah 400m, tinggi bendungan 216,5m, panjang puncak bendungan 836m, kapasitas penyimpanan adalah 27,3 miliar m³, kapasitas terpasang 6,3 juta kW, dan pembangkit listrik tahunan 18,7 miliar kWh.Pembangunannya selesai dalam dua tahap.Karena besarnya kapasitas keluaran pembangkit listrik, maka dampaknya juga besar bagi masyarakat.Untuk memastikan kualitas pasokan listrik dan pasokan energi listrik yang aman dan andal dalam jangka panjang, pembangkit listrik tenaga air secara bertahap mengubah perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif baru terhadap konsumsi listrik pembangkit 10kV.
1. Pengenalan Singkat Sistem Tenaga Pembangkit 10kV
Sistem 10kV pada pembangkit listrik tenaga air merupakan sistem grounding arus rendah.Bentuk pengkabelannya mengadopsi catu daya independen beberapa catu daya, bus bagian I~VI adalah siaga cincin "bergandengan tangan", dan konfigurasi dispersi beban yang penting untuk memastikan keandalan catu daya.Seluruh sistem tenaga 10kV memiliki 7 bus bar: seksi I, II, III, I IV, V dan VI masing-masing diambil dari sisi trafo tegangan rendah unit 1,2,3,4,5 dan 7;seksi VII merupakan titik masuknya catu daya eksternal, catu daya pengaman dan generator diesel, yang digunakan sebagai catu daya cadangan bus seksi I, III dan VI 10kV.Semua beban 10kV di pembangkit didistribusikan secara merata pada jalur bus I~VI sesuai dengan prinsip dispersi dan kemandirian.Peralatan yang dihubungkan dengan bus pabrik 10kV dibagi menjadi trafo distribusi, motor tegangan tinggi, trafo tegangan dan saklar kontak sesuai dengan sifat bebannya.Lihat Gambar 1 untuk sistem catu daya 10kV pada sambungan pembangkit listrik tenaga air.
Gambar 1 Kabel listrik pembangkit 10kV
1. Alasan rekonstruksi perangkat proteksi daya 10kV
Perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif asli dari pembangkit listrik 10kV mengadopsi perangkat perlindungan terintegrasi Shanghai Areva MiCOM-P122 yang diimpor.Peralatan tersebut telah beroperasi sejak Mei 2007. Komponen elektronik pada perangkat proteksi mengalami penuaan yang parah, dan komponen entri kopling optik pelindung lebih sering rusak, sehingga mempengaruhi produksi pembangkit listrik yang aman dan stabil.Selain itu, pabrikan tidak lagi memproduksi suku cadang dengan jenis yang sama, hanya dapat membeli penggantian perangkat yang ditingkatkan, dan data perangkat proteksi tidak memenuhi persyaratan, tetapi tidak ada suku cadang dari proteksi sakelar siaga;tingkat otomatisasi tidak tinggi, digitalisasi lemah, manajemen informasi perangkat tidak nyaman, tidak dapat memenuhi persyaratan saat ini, antarmuka manusia-mesin dan semua perangkat lunak berbahasa Inggris tidak bersahabat, yang menyebabkan pekerjaan lebih membosankan dan mengurangi efisiensi kerja.Mempertimbangkan faktor-faktor di atas, maka perlu dilakukan transformasi teknis pada sistem pengukuran dan pengendalian proteksi konsumsi daya 10kV yang komprehensif.
3 Persyaratan untuk proteksi daya dan transformasi pembangkit listrik 10kV
Switchgear dan posisi pemasangannya tetap tidak berubah, ganti semua sakelar beban pengumpan asli, sakelar bus, kabinet PT, kabel sekunder internal, dan baris terminal;panel switchgear didesain ulang dan dimodifikasi sesuai dengan ukuran perangkat baru;menyelesaikan pengkabelan sistem pemantauan daya akses perangkat baru dan kumpulan alamat antarmuka komunikasi.Dalam proses transformasi, loop operasi dioptimalkan ketika konfigurasi proteksi asli dipertahankan tidak berubah.
4 Pemilihan peralatan pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif baru
Perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan terintegrasi yang baru harus mengintegrasikan fungsi kontrol, perlindungan, perekaman gelombang kesalahan, pengukuran, alarm sinyal, perolehan volume peralihan, dan komunikasi.Dengan perlindungan arus non-arah tiga tahap sebagai intinya, dilengkapi dengan fungsi pemantauan dan pengumpulan parameter garis, dan data pengukuran serta informasi perlindungan dapat diunggah ke sistem pemantauan daya melalui port komunikasi untuk memfasilitasi otomatisasi jaringan distribusi.Menurut hasil penawaran publik dari pemasok nasional untuk proyek transformasi perangkat perlindungan listrik pembangkit 10kV di pembangkit listrik tenaga air, perangkat pengukuran dan kontrol seri AM5SE yang diproduksi oleh Acrel Co., Ltd. akhirnya dipilih.Menurut sifat beban yang berbeda dari bus listrik pembangkit 10kV, perangkat pengukuran dan kontrol proteksi jalur AM5SE-F, perangkat pemantauan dan kontrol proteksi transformator AM5SE-T, perangkat pengukuran dan kontrol proteksi motor AM5SE-M, perangkat kontrol mandiri AM5SE-B perangkat pengukuran dan kontrol, perangkat pemantauan PT kabinet AM5SE-UB PT, fungsi perlindungan masing-masing model ditunjukkan pada tabel berikut:
| model | fungsi perlindungan |
| AM5SE-F Perangkat pengukuran & kontrol perlindungan saluran | Perlindungan arus lebih tiga tahap (dapat ditutup dengan tekanan rendah, dapat dilindungi arah), batas waktu terbalik atas perlindungan arus (dapat dilindungi dengan tekanan rendah tertutup W, urutan nol dua tahap 101 atas arus / batas waktu mundur berakhir perlindungan arus, urutan nol dua tahap 1. 2 Waktu arus / mundur atas perlindungan arus, penutupan kembali, perlindungan arus lebih yang dipercepat (dengan penutupan tegangan rendah), alarm kelebihan beban, perjalanan kelebihan beban, perjalanan kehilangan tekanan, alarm kehilangan tekanan, perlindungan tegangan berlebih, perlindungan tegangan berlebih urutan nol, perlindungan daya terbalik, pengurangan beban frekuensi rendah / perlindungan frekuensi tinggi (dengan perbedaan slip), alarm kerusakan PT, alarm kerusakan sirkuit kontrol, loop FC dengan fungsi kunci arus berlebih, perlindungan non-daya, alarm kerusakan CT, dan cek |
| AM5SE-T Perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan distribusi daya | Proteksi arus berlebih tiga tahap (dapat diselesaikan dengan penutupan tegangan komposit), batas waktu balik proteksi arus berlebih (dapat diselesaikan dengan kunci tegangan komposit), proteksi arus berlebih orde nol dua tahap 101, proteksi arus berlebih dua tahap orde nol 102 proteksi, batas waktu mundur urutan nol atas proteksi arus, alarm beban berlebih, trip beban berlebih, alarm putus PT, alarm putus sirkuit kontrol, proteksi non-daya, alarm putus CT, loop FC dengan fungsi kunci arus berlebih |
| AM5SE-B perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan proyeksi diri | Perlindungan arus berlebih tiga bagian (dengan penguncian tegangan komposit, dengan penguncian arah), perlindungan arus balik waktu (dengan penguncian tegangan komposit), perlindungan arus berlebih yang dipercepat (dengan penguncian tegangan komposit), fungsi siaga (mendukung 11 jenis sistem catu daya) , Alarm putus PT, alarm putus sirkuit kontrol, proteksi pengisian bus, penutupan kembali, kopling / alarm beban berlebih, dua bagian urutan nol atas proteksi arus, percepatan urutan nol atas proteksi arus, periksa periode yang sama |
| AM5SE-M Perangkat pengukuran & kontrol perlindungan motor | Perlindungan saat ini (startup, berjalan), perlindungan dua tahap saat ini, perlindungan waktu mundur, perlindungan urutan negatif dua tahap, perlindungan batas waktu mundur urutan negatif, perlindungan arus dua urutan nol atas, kelebihan beban panas, perlindungan kelebihan beban, alarm kelebihan beban, perjalanan kelebihan beban, perlindungan pemblokiran, waktu mulai yang lama, perlindungan non-daya, alarm kerusakan PT, alarm pemutusan sirkuit kontrol, perlindungan tegangan rendah, alarm tegangan berlebih urutan nol, loop FC dengan fungsi kunci arus berlebih, perlindungan ketidakseimbangan tegangan, perlindungan urutan fasa, proteksi fasa tegangan , perlindungan tegangan berlebih |
Selain fungsi perlindungan di atas, setiap perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komputer mikro memiliki antarmuka komunikasi RS485, mewujudkan komunikasi dengan sistem pemantauan daya, mewujudkan fungsi pemantauan sirkuit operasi independen, mewujudkan status sakelar, dan pemantauan sirkuit sakelar lebih lengkap ;fungsi hop bawaan, pengguna dapat memilih apakah akan berinvestasi.Perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komputer mikro yang baru dikonfigurasi Fungsi perlindungan seri AM5SE kaya, dan setiap menu dapat diatur secara bebas dalam bahasa Cina atau Inggris, kondusif untuk pengoperasian dan pemeliharaan.
5. Desain pembangkit listrik 10kV
Perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan terintegrasi komputer seri AM5SE yang baru dikonfigurasi dan gambarnya dirancang oleh Acrel Co., LTD.Desain skema rangkaian sekunder harus didasarkan pada gambar sekunder kabinet tegangan tinggi 10kV asli.Tata letak baris terminal didasarkan pada desain gambar, dan desain gambar harus memenuhi persyaratan peraturan terkait.Untuk desain gambar dengan sifat beban yang sama, nomor terminal dan nomor saluran sangat seragam dan mempunyai aturan tertentu.Keakuratan desain gambar menentukan apakah konstruksi dan commissioning berjalan lancar dan produksi aman setelah pengoperasian.
6. Proteksi daya dan proses transformasi 6 pembangkit listrik 10kV
Pembangkit listrik 10kV harus memenuhi persyaratan konstruksi: rencana dan gambar konstruksi rinci;pengelola peralatan harus menyelesaikan penerimaan peralatan baru;personel konstruksi untuk menyelesaikan pendidikan keselamatan;serta alat dan bahan yang lengkap.Konstruksi dilakukan sesuai dengan skema dan gambar, untuk memastikan kelancaran penyelesaian setiap tautan.
6.1 Transformasi perangkat keras perlindungan daya pembangkit listrik 10kV
Konstruksi renovasi pabrik 10kV terutama memiliki tiga tautan: penggantian baris terminal di kabinet sakelar, penghapusan perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif yang lama, dan pemasangan dan jalur perakitan serta pengaturan kabel perangkat perlindungan komprehensif yang baru.
6.1.1.Ganti baris terminal
Penggantian terminal perlu diganti satu per satu, untuk mengganti satu terminal;dilarang mengganti dua terminal atau lebih secara bersamaan untuk mencegah miskoneksi, menyebabkan miswiring, mengganti baris terminal dalam kabinet sakelar saja, dan secara efektif mencegah miswiring;Catu daya AC, catu daya DC, rangkaian trip, rangkaian sinyal untuk menambah isolasi, harus diisolasi untuk mencegah hubungan pendek antar terminal harus ditekan tanpa kendor.Untuk mengganti baris terminal, untuk memastikan terminal loop asli dan nomor saluran tetap tidak berubah, dan langkah selanjutnya pekerjaan pengkabelan dan pemeriksaan saluran dapat dilakukan dengan lancar.
6.1.2 Pembongkaran perangkat pengukuran dan kontrol proteksi komprehensif yang lama
Menurut rencana dan gambar konstruksi, lepaskan komponen yang akan dihapuskan, termasuk perangkat pengukuran dan kontrol proteksi terintegrasi lama, relai perantara pada switchgear, relai tegangan, relai waktu dan komponen lainnya, serta kabel sekunder terkait.Saat membongkar, perhatikan untuk mencegah kerusakan buatan pada komponen dan melepas kabel sekunder yang berguna secara tidak sengaja.Mengatur dan menghapus komponen dan mengklasifikasikan, menentukan penyimpanan lokal, untuk mencegah kekacauan di lokasi kerja, lokasi konstruksi harus memenuhi persyaratan 6S.
6.1.3 Pemasangan dan jalur perakitan serta pengaturan kabel perangkat pengukuran dan kontrol proteksi komprehensif
Karena perbedaan ukuran perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif baru dan lama, ukuran jendela pemasangan pada panel kabinet sakelar tidak memenuhi ukuran perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif baru.Jendela pemasangan pada panel kabinet sakelar harus dipotong dan diperluas untuk memasang perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif yang baru dan mencegah panel tergores saat pemotongan.Kabel yang disambungkan ke perangkat baru harus merupakan kabel baru, dan semua kabel yang tidak terpakai harus dilepas untuk mencegah adanya rangkaian parasit.Pengkabelan harus dilakukan sesuai dengan gambar desain untuk mencegah kebocoran, kesalahan sambungan, dan kesalahan sakelar.Pengkabelan kabel perangkat baru harus rapi, terpadu, kabel yang masuk akal, nyaman untuk inspeksi dan pemeliharaan.
6.2 Proteksi daya dan commissioning pembangkit listrik 10 k V
Perlindungan dan debugging terutama dibagi menjadi empat tautan: pemeriksaan jalur loop sekunder, verifikasi fungsi loop, debugging statis pada perangkat perlindungan dan uji transmisi.Periksa dengan cermat setiap terminal dan setiap nomor jalur sesuai dengan gambar konstruksi.Fokus pada pemeriksaan rangkaian sekunder CT tanpa rangkaian terbuka, rangkaian sekunder PT, polaritas dan pengkabelan harus benar;periksa telemetri, komunikasi jarak jauh, kabel kendali jarak jauh harus benar;periksa rangkaian kontrol DC tanpa korsleting, tidak ada korsleting antara rangkaian ground LN;mengukur resistansi isolasi rangkaian kontrol DC memenuhi persyaratan (1000V);mengukur apakah rangkaian AC/DC dengan listrik.Perlu dicatat bahwa, karena unit outsourcing tidak terbiasa dengan sirkuit sekunder pabrik, maka mudah terjadi kesalahan dan kesalahan sambungan dalam proses transformasi.
Tegangan AC dan loop kontrol DC dihidupkan untuk memverifikasi fungsi setiap loop.Periksa apakah sinyal telemetri, sinyal jarak jauh, dan kendali jarak jauh sudah benar, meteran, lampu indikator, penerangan, dan rangkaian pemanas normal;fungsi anti-lompat pada badan sakelar sudah benar.Nyalakan loop kontrol untuk memverifikasi lebih lanjut bahwa pengkabelan setiap loop sudah benar.
Debugging statis perangkat proteksi adalah melakukan pemeriksaan pengambilan sampel perangkat, mengunggah dan memeriksa nilai tetap, dan memeriksa fungsi perangkat.Periksa gawai proteksi saluran AM5SE-F, gawai proteksi trafo AM5SE-T, gawai proteksi motor AM5SE-M, gawai standby self-switching AM5SE-B, dan monitoring PT dengan cara mengalirkan arus pada sisi sekunder CT dan memberikan tegangan analog ke terminal kabinet PT.Perangkat AM5SE-UB, voltmeter, ammeter, dan sistem pemantauan ditampilkan dengan benar, dan urutan fasa serta fasa loop tegangan AC dan arus AC diverifikasi kebenarannya.Tetapkan nilai tetap sesuai dengan perangkat perlindungan pasangan tunggal nilai tetap dan periksa untuk memastikan bahwa nilai tetap sudah benar.Inspeksi fungsi proteksi adalah untuk memverifikasi kebenaran logika aksi dan waktu aksi perangkat pengukuran dan kontrol proteksi komputer mikro seri AM5SE dengan menambahkan kuantitas analog, tidak akan ada penolakan dan malfungsi, dan waktu aksi harus memenuhi persyaratan.Debugging statis pada perangkat proteksi memastikan bahwa perangkat proteksi dapat merespons kesalahan secara sensitif, dan mengirimkan sinyal alarm serta instruksi perjalanan dengan andal dan cepat.
Koneksi data antara perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif dan sistem pemantauan daya sudah benar, dan status operasi, nilai pengaturan, catatan peristiwa, dan informasi lain pada perangkat perlindungan dapat dikumpulkan secara real-time di latar belakang.Perangkat proteksi terhubung ke latar belakang, yang meningkatkan pengelolaan sistem proteksi relai dan tingkat otomatisasi pemrosesan informasi kesalahan.
Uji transmisi adalah untuk mensimulasikan jumlah kesalahan yang dikumpulkan oleh perangkat proteksi, dan perangkat proteksi harus keluar dari sakelar trip untuk memverifikasi kebenaran logika proteksi perangkat, rangkaian trip, dan rangkaian sinyal;dan untuk memverifikasi bahwa saklar dapat dibuka dan ditutup dengan benar dari jarak jauh melalui pengoperasian komputer host.Uji transmisi lengkap harus dilakukan untuk setiap rangkaian perangkat proteksi untuk memastikan bahwa logika proteksi setiap perangkat proteksi kabinet sakelar, stopkontak proteksi tersandung, sakelar buka dan tutup jarak jauh, dan indikasi sinyal yang benar.
6.3 Permasalahan yang dihadapi dalam transformasi dan optimasi
Setelah transformasi perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif yang baru selesai, selama pengujian transmisi, ditemukan bahwa sakelar hanya dapat ditutup satu kali.Jika ditutup kembali, maka hanya dapat ditutup setelah catu daya kontrol dihidupkan ulang.Melalui analisa ditemukan bahwa tidak ada titik yang biasanya tertutup pada kumparan penutup pemutus arus.Karena relai penutup dipasang pada perangkat proteksi untuk memastikan bahwa pemutus arus dapat ditutup dengan andal, pada saat ini, karena tidak ada titik yang biasanya tertutup pada kumparan penutup pemutus arus, setelah penutupan Jika tidak ada titik putus, maka energi relai penutup dan penahan tidak dapat dilepaskan sehingga perlu dihidupkan kembali dan relai penutup dan penahan dapat dilepaskan sebelum penutupan berikutnya.Setelah berkali-kali berkomunikasi dengan pabrikan pemutus arus dan personel terkait di pembangkit listrik tenaga air, serangkaian titik yang biasanya tertutup dihubungkan secara seri sebelum koil penutup, sehingga memecahkan masalah di atas.Mengambil contoh alat ukur dan kendali proteksi trafo AM5SE-T, diagram sekunder rangkaian buka tutup rekonstruksi pembangkit listrik tenaga air ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 diagram kuadrat rangkaian split AM5SE-T
7 Transformasi sistem pemantauan tenaga listrik 10kV
Untuk memantau operasi dan pengumpulan data seluruh ruang distribusi secara real time, seperangkat sistem pemantauan daya Acrel-2000Z dikonfigurasikan untuk pembangkit listrik tenaga air untuk mengunggah data perlindungan komputer mikro ke sistem pemantauan daya untuk mewujudkan pemantauan daya dan pengelolaan gardu induk 10kV dan meningkatkan tingkat manajemen otomatis.Fungsi utamanya dapat direalisasikan adalah sebagai berikut: pemantauan waktu nyata, permintaan parameter listrik, laporan operasi, alarm waktu nyata, permintaan peristiwa historis, laporan statistik daya, manajemen hak pengguna, topologi jaringan, pemantauan kualitas daya, fungsi kendali jarak jauh, manajemen komunikasi, gelombang perekaman kesalahan, penarikan kembali kecelakaan, kueri kurva, akses Web, akses APP.
8. Kesimpulan
Transformasi perangkat perlindungan daya 10kV di pembangkit listrik tenaga air telah memecahkan masalah seperti penuaan komponen elektronik yang serius, tingkat otomatisasi yang rendah, antarmuka dan perangkat lunak manusia-mesin yang tidak ramah, dan pekerjaan pemeliharaan yang sulit.Penggantian perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komputer mikro seri AM5SE lebih fungsional dan manusiawi, perangkat kristal cair menampilkan tegangan lebih intuitif, jumlah pengambilan sampel saat ini, dan berbagai catatan peristiwa;Fungsi perangkat lunak debug sangat kuat, mudah dioperasikan, mudah dikuasai, antarmuka perangkat lunak yang ramah;Rangkaian operasi mempunyai fungsi memantau saklar saklar dan pemutusan rangkaian kontrol;Lampu indikator panel perangkat secara langsung menunjukkan posisi lompat sakelar dan status penutupan, Untuk personel pengoperasian dan pemeliharaan lebih intuitif;Perangkat pengukuran dan kontrol proteksi motor AM5SE-M yang dikonfigurasi menambahkan pengenalan status start / running motor, Dan dilengkapi dengan bagian start, bagian running, menjalankan dua bagian dan fungsi proteksi lainnya, Memecahkan arus start motor yang besar, Mudah untuk menyebabkan masalah lompatan palsu;Perangkat perlindungan dilengkapi dengan antarmuka komunikasi RS485, Antarmuka komunikasi terhubung antara perangkat perlindungan dengan "bergandengan tangan", Data dikirimkan ke Sistem Pemantauan Daya Acrel-2000Z, Nyaman untuk melihat informasi perlindungan dan manajemen informasi kesalahan.Sejak transformasi perangkat pengukuran dan kontrol perlindungan komprehensif yang baru dioperasikan, peralatan tersebut telah beroperasi normal.Penerapan perangkat perlindungan komprehensif baru memiliki fungsi perlindungan yang kaya, antarmuka pengoperasian yang ramah, serta pengoperasian dan pemeliharaan yang mudah, yang meningkatkan pengoperasian pembangkit listrik tenaga air yang andal dan memastikan keselamatan dan produksi pembangkit yang stabil, yang jelas sangat penting.
Referensi
[1] Kode Nb/T 35010-2013 untuk perancangan proteksi relai pembangkit listrik tenaga air
[2] Kode teknis DL / T 5164-2002 untuk desain tenaga tambahan pembangkit listrik
[3] Kode GB / T 50171-2012 untuk konstruksi dan penerimaan panel, kabinet dan kabel sirkuit sekunder teknik instalasi peralatan listrik
[4]Huang Jinxin.Transformasi perangkat perlindungan daya tambahan 10kV di Pembangkit Listrik Tenaga Air Longtan
[5] Solusi otomatisasi dan operasi dan pemeliharaan terpadu gardu induk pengguna ankrui.November 2021
Waktu posting: 17 Agustus-2022
