Wybór konfiguracji urządzenia pomiarowego elektrowni wodnej i system zarządzania energią elektrowni

Tel.: +86 18702111813 E-mail: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Ltd.

NB/T 10861-2021 „specyfikacja projektowa konfiguracji urządzeń pomiarowych w elektrowniach wodnych” zawiera szczegółowe wymagania i wytyczne dotyczące konfiguracji urządzeń pomiarowych w elektrowniach wodnych. Urządzenie pomiarowe jest ważną częścią monitorowania działania elektrowni wodnej. Pomiary elektrowni wodnej dzielą się głównie na pomiar wielkości elektrycznych i pomiar wielkości nieelektrycznych. Pomiar elektryczny odnosi się do pomiaru parametrów elektrycznych w czasie rzeczywistym za pomocą energii elektrycznej, w tym prądu, napięcia, częstotliwości, współczynnika mocy, mocy czynnej/biernej, energii czynnej/biernej itp.; pomiar nieelektryczny odnosi się do wykorzystania przetworników do konwersji nieelektrycznych Pomiar sygnałów elektrycznych 4-20 mA lub 0-5 V, w tym temperatury, prędkości, ciśnienia, poziomu cieczy, otwarcia itp. W tym eseju omówiono wyłącznie urządzenie pomiarowe i system zarządzania zużyciem energii elektrowni wodnej zgodnie z normą i nie obejmuje konfiguracji ochrony mikrokomputera elektrowni wodnej.

1.Postanowienia ogólne

1.0.1 Niniejsza specyfikacja została opracowana w celu standaryzacji konfiguracji urządzeń pomiarowych w elektrowniach wodnych, zapewnienia długoterminowej, bezpiecznej i stabilnej eksploatacji elektrowni wodnych oraz poprawy ogólnych kompleksowych korzyści ekonomicznych elektrowni wodnych.

1.0.2 Niniejsza specyfikacja ma zastosowanie do projektowania konfiguracji urządzeń pomiarowych w nowo budowanych, przebudowywanych i rozbudowywanych elektrowniach wodnych.

1.0.3 Projekt konfiguracji urządzeń pomiarowych w elektrowniach wodnych powinien uwzględniać aktywne wykorzystanie nowych technologii i produktów, które przeszły ocenę.

1.0.4 Konfiguracja i konstrukcja urządzeń pomiarowych w elektrowniach wodnych powinny spełniać wymagania systemu elektroenergetycznego w zakresie ilości informacji gromadzonych w elektrowni oraz sposobu gromadzenia informacji.

1.0.5 Projekt konfiguracji urządzeń pomiarowych w elektrowniach wodnych powinien być zgodny nie tylko z niniejszym kodeksem, ale także z obowiązującymi w tym zakresie normami krajowymi.

2.Terminologia

2.0.1 Pomiary elektryczne

Pomiar parametrów elektrycznych w czasie rzeczywistym za pomocą energii elektrycznej.

2.0.2 Pomiar energii

Pomiar parametrów energii elektrycznej.

2.0.3 Ogólny miernik pomiaru elektrycznego

W elektrowniach wodnych często stosuje się mierniki wskazówkowe, mierniki cyfrowe itp.

2.0.4 Licznik typu wskazówkowego

Zgodnie z relacją pomiędzy wskazówką a skalą, wskazuje ona zmierzoną wartość miernika.

2.0.5 Licznik cyfrowy

Na wyświetlaczu cyfrowym można bezpośrednio pokazać zmierzoną wartość miernika.

2.0.6 Licznik watogodzin

Urządzenie mierzące dane dotyczące czynnej i/lub biernej energii elektrycznej.

2.0.7 Inteligentne urządzenie do pobierania próbek prądu przemiennego

Próbkowanie mocy o częstotliwości prądu przemiennego, bezpośrednio do jednostki przetwarzania danych w celu uzyskania napięcia, prądu, mocy czynnej, mocy biernej, współczynnika mocy, częstotliwości, mocy czynnej, mocy biernej i innych parametrów. Poprzez standardowy interfejs komunikacyjny wyjście wielofunkcyjnego inteligentnego licznika.

2.0.8 Przetwornik

Pomiar można wykonać za pomocą konwersji prądu stałego, napięcia stałego lub cyfrowego urządzenia sygnałowego.

2.0.9 Klasa dokładności przyrządu pomiarowego

Przyrządy pomiarowe i/lub akcesoria służące do spełniania określonych wymagań pomiarowych, zaprojektowane w celu zapewnienia, że ​​dopuszczalny błąd i zmiana wartości mieszczą się w określonych granicach poziomu.

2.0.10 Komponenty automatyzacji

Elementy i/lub urządzenia do monitorowania danych o stanie, realizacji działań w elektrowniach wodnych.

2.0.11 Pomiary nieelektryczne

Pomiar temperatury, ciśnienia, prędkości, przemieszczenia, przepływu, poziomu, drgań, wahadła i innych parametrów nieelektrycznych w czasie rzeczywistym.

3.Pomiary elektryczne i pomiary mocy

Do obiektów pomiarów elektrycznych zalicza się generator hydroelektryczny/silnik generatora, transformator główny, linię, magistralę, transformator zakładowy, układ prądu stałego itd. Rysunek 1 przedstawia schematyczny diagram okablowania elektrycznego elektrowni wodnej, pokazujący okablowanie elektryczne zespołu generatora hydroelektrycznego, transformatora głównego, linii i transformatora mocy zakładowej.

Rys. 1 Schematyczny rysunek instalacji elektrycznej elektrowni wodnej

3.1 Pomiary elektryczne i pomiar energii elektrycznej generatora hydroelektrycznego/silnika generatora

3.1.2 Statyczne urządzenie rozruchowe o zmiennej częstotliwości silnika generatora powinno mierzyć następujące elementy.

3.1.3 Hydrogenerator/silnik generujący powinien mierzyć czynną i bierną energię elektryczną. Hydrogenerator, który może być eksploatowany w modulacji fazowej, powinien mierzyć dwukierunkową moc czynną; hydrogenerator, który może być przesunięty fazowo, powinien być mierzony dwukierunkową mocą bierną; silnik generatora powinien być mierzony dwukierunkową mocą czynną i dwukierunkową mocą bierną.

3.1.4 W przypadku hydrogeneratorów, które mogą pracować z modulacją fazy, należy mierzyć moc czynną w obu kierunkach; w przypadku hydrogeneratorów, które mogą pracować z wyprzedzeniem fazy, należy mierzyć moc w obu kierunkach. Silniki generatorów powinny mierzyć moc czynną i moc bierną w obu kierunkach.

3.1.5 Podczas pomiaru kąta mocy czynnej układu elektroenergetycznego należy zmierzyć kąt mocy generatora.

3.1.6 Strona wysokiego napięcia transformatora wzbudzenia powinna mierzyć prąd trójfazowy, moc czynną i moc bierną.

Konfigurację monitorowania hydrogeneratora i transformatora wzbudzenia pokazano na rys. 2, a dobór sprzętu na rys. 1.

Rys. 2 Konfiguracja pomiarów elektrycznych hydrogeneratora

Tabela 1 Dobór monitoringu hydrogeneratora i transformatora wzbudzenia

3.2 Pomiary elektryczne i pomiar energii elektrycznej układu wzmacniającego i nadawczego

3.2.1 Elementy pomiaru i pomiaru mocy transformatora głównego muszą spełniać następujące wymagania:

1 Transformatory dwuuzwojeniowe powinny mierzyć prąd trójfazowy, moc czynną i moc bierną po stronie wysokiego napięcia, a jedna strona transformatora powinna mierzyć energię czynną i energię bierną.

2 Transformatory trójuzwojeniowe lub autotransformatory powinny mierzyć prąd trójfazowy, moc czynną i moc bierną po trzech stronach i powinny mierzyć energię czynną i bierną po trzech stronach. Wspólne uzwojenie autotransformatora powinno mierzyć prąd trójfazowy.

3 Jeżeli agregat prądotwórczy jest podłączony jako całość, ale posiada wyłącznik automatyczny, należy zmierzyć napięcie sieciowe niskiego napięcia i napięcie trójfazowe.

4 Moc czynną i moc bierną należy mierzyć po obu stronach transformatora stykowego, a także energię czynną i energię bierną.

5. Jeżeli istnieje możliwość przesyłania i odbierania mocy, należy mierzyć moc czynną w obu kierunkach i mierzyć energię czynną w obu kierunkach; jeżeli istnieje możliwość pracy z opóźnieniem fazowym i wyprzedzeniem fazowym, należy mierzyć moc bierną w obu kierunkach i mierzyć energię bierną w obu kierunkach.

Rys. 3 Konfiguracja pomiarów elektrycznych głównego transformatora w elektrowni wodnej

Tabela 2 Wybór monitoringu transformatora głównego

3.2.2 Elementy pomiaru liniowego powinny spełniać następujące wymagania:

1 Linie o napięciu 6,3 kV ~ 66 kV powinny mierzyć prąd jednofazowy, a gdy warunki na to pozwalają, można mierzyć prąd dwufazowy lub trójfazowy.

Linie 35 kV i 66 kV powinny mierzyć moc czynną, a linie 6,3 kV ~ 66 kV mogą również mierzyć moc czynną i moc bierną, jeżeli pozwalają na to warunki.

3 Linie 110 kV i wyższe powinny mierzyć prąd trójfazowy, moc czynną i moc bierną.

4 Linie o napięciu 6,3 kV i wyższym powinny mierzyć energię czynną i energię bierną.

5 Jeżeli istnieje prawdopodobieństwo, że linia będzie przesyłać i odbierać moc, należy zmierzyć moc czynną w obu kierunkach i energię czynną w obu kierunkach.

6 Jeżeli linia może przebiegać z opóźnieniem fazowym lub z przyspieszeniem fazowym, należy zmierzyć moc bierną w obu kierunkach i energię bierną w obu kierunkach.

7 Jeżeli wymaga tego system energetyczny, kąt mocy linii należy zmierzyć dla linii stacji podwyższającej.

Rys. 4 Konfiguracja pomiarów elektrycznych dla linii elektrowni wodnych

Tabela 3 Wybór pomiaru liniowego

3.2.3 Elementy pomiarowe szyn zbiorczych muszą spełniać następujące wymagania:

1 Szyny zbiorcze generatora o napięciu 6,3 kV i wyższym oraz szyny zbiorcze 35 kV, 66 kV powinny mierzyć napięcie i częstotliwość szyn zbiorczych, a także mierzyć w tym samym czasie napięcie trójfazowe.

2 Szyny o napięciu 110 kV i wyższym powinny mierzyć trzy napięcia i częstotliwości linii.

3 Wyłączniki magistralne o napięciu 6,3 kV i powyżej, wyłączniki sekcji magistrali, wyłączniki mostka wewnętrznego i wyłączniki mostka zewnętrznego powinny mierzyć prąd przemienny, a wyłączniki o napięciu 110 kV i powyżej powinny mierzyć prąd trójfazowy.

4 Prąd trójfazowy należy mierzyć dla każdego obwodu wyłącznika automatycznego o okablowaniu 3/2, okablowaniu 4/3 i okablowaniu narożnym.

5 Wyłączniki obejściowe, wyłączniki szynowe lub sekcyjne i wyłączniki obejściowe oraz wyłączniki mostka zewnętrznego o napięciu 35 kV i więcej powinny mierzyć moc czynną i moc bierną oraz mierzyć energię czynną i energię bierną. Jeżeli możliwe jest przesyłanie i odbieranie mocy, należy mierzyć moc czynną w obu kierunkach i mierzyć energię czynną w obu kierunkach; w przypadku działania z opóźnieniem fazowym i przyspieszeniem fazowym należy mierzyć moc bierną w obu kierunkach i mierzyć energię bierną w obu kierunkach.

Rys. 5 Konfiguracja pomiarów elektrycznych szyn zbiorczych w elektrowni wodnej

Tabela 4 Wybór pomiaru magistrali

3.2.4 Prąd trójfazowy i moc bierna powinny być mierzone dla grup dławików bocznikowych o napięciu 110 kV i wyższym, a także powinna być mierzona energia bierna. Obwód dławika bocznikowego o napięciu 6,3 kV ~ 66 kV powinien mierzyć prąd przemienny.

Tabela 5 Wybór pomiaru reaktora

3.3 Pomiary elektryczne i pomiary energii w systemie elektroenergetycznym zakładu

3.3.1 Prąd przemienny, moc czynna i energia czynna powinny być mierzone po stronie wysokiego napięcia transformatora mocy fabrycznej. Gdy strona wysokiego napięcia nie ma warunków pomiarowych, można je mierzyć po stronie niskiego ciśnienia.

3.3.2 Napięcie prądu przemiennego powinno być mierzone dla roboczej szyny zbiorczej zasilania fabrycznego. Gdy punkt neutralny nie jest skutecznie uziemiony,

Napięcia międzyfazowe i trójfazowe; gdy przewód neutralny jest skutecznie uziemiony, należy zmierzyć trzy napięcia międzyfazowe.

3.3.3 Prąd trójfazowy należy mierzyć w liniach zasilających na terenie fabryki, a energię czynną można mierzyć zgodnie z potrzebami pomiaru energii elektrycznej.

3.3.4 Prąd trójfazowy należy mierzyć w transformatorach mocy 50 kVA i większych z obciążeniami oświetleniowymi.

3.3.5 Prąd jednofazowy należy mierzyć co najmniej dla obwodu silnika o mocy 55 kW i większej.

3.3.6 Jeżeli strona niskiego napięcia transformatora mocy fabrycznej jest trójfazowym, czteroprzewodowym układem o napięciu 0,4 kV, należy zmierzyć prąd trójfazowy.

3.3.7 Wyłącznik sekcyjny zasilania fabrycznego powinien mierzyć prąd jednofazowy.

3.3.8 Generatory dieslowskie powinny mierzyć prąd trójfazowy, napięcie trójfazowe, moc czynną i mierzyć energię czynną.

Rys. 6 Konfiguracja pomiarów elektrycznych systemu zasilania elektrowni wodnej

Tabela 6 Wybór konfiguracji pomiarów elektrycznych dla systemu zasilania zakładu

3.4 Pomiary elektryczne układu zasilania prądem stałym

3.4.1 Układ zasilania prądem stałym powinien mierzyć następujące elementy:

1 Napięcie magistrali systemowej DC bez urządzenia obniżającego napięcie.

2 Układ DC zamykający napięcie magistrali i sterujący napięciem magistrali za pomocą urządzenia obniżającego napięcie.

3 Urządzenie ładujące generuje napięcie i prąd.

4 Napięcie i prąd akumulatora.

3.4.2 Obwód akumulatora powinien mierzyć prąd ładowania podtrzymującego.

3.4.3 W przypadku stosowania akumulatora kwasowo-ołowiowego z zaworem stałym zaleca się przeprowadzenie kontroli napięcia pojedynczego akumulatora lub akumulatora złożonego.

3.4.4 Szafa rozdzielcza prądu stałego powinna mierzyć napięcie szyny.

3.4.5 Badanie izolacji szyny prądu stałego musi być zgodne z odpowiednimi postanowieniami aktualnej normy branżowej „Kodeks projektowania układów zasilania prądem stałym w elektrowniach wodnych” NB/T 10606.

3.4.6 Jeżeli układ zasilania prądem stałym jest wyposażony w mikrokomputerowe urządzenie monitorujące, pomiary za pomocą konwencjonalnych przyrządów umożliwiają jedynie pomiar napięcia w obwodzie prądu stałego i napięcia akumulatora.

3.5 Pomiary elektryczne systemu zasilania bezprzerwowego (UPS)

3.5.1 UPS powinien mierzyć następujące elementy:

1 Napięcie wyjściowe.

2 Częstotliwość wyjściowa.

3 Moc wyjściowa lub prąd.

3.5.2 Główna szafa rozdzielcza UPS powinna mierzyć prąd przychodzący, napięcie magistrali a