Выбор конфигурации измерительного устройства гидроэлектростанции и система управления электропитанием станции

Тел.: +86 18702111813 Электронная почта: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Ltd.

NB/T 10861-2021 «Технические условия проектирования для конфигурации измерительных приборов на гидроэлектростанциях» содержит подробные требования и руководство по конфигурации измерительных приборов на гидроэлектростанциях. Измерительное устройство является важной частью мониторинга работы гидроэлектростанции. Измерение гидроэлектростанции в основном делится на измерение электрических величин и измерение неэлектрических величин. Электрическое измерение относится к измерению электрических параметров в реальном времени с помощью электричества, включая ток, напряжение, частоту, коэффициент мощности, активную/реактивную мощность, активную/реактивную энергию и т. д.; неэлектрическое измерение относится к использованию преобразователей для преобразования неэлектрических электрических сигналов 4-20 мА или 0-5 В, включая температуру, скорость, давление, уровень жидкости, открытие и т. д. В этом эссе обсуждается только измерительное устройство и система управления потреблением энергии гидроэлектростанции в соответствии со стандартом и не включает конфигурацию защиты микрокомпьютера гидроэлектростанции.

1.Общие положения

1.0.1 Настоящая спецификация разработана с целью стандартизации конструкции измерительных приборов на гидроэлектростанциях, обеспечения долгосрочной, безопасной и стабильной работы гидроэлектростанций и повышения общей комплексной экономической выгоды от эксплуатации гидроэлектростанций.

1.0.2 Настоящие технические условия применимы к проектированию конфигурации измерительных приборов для вновь строящихся, реконструируемых и расширяемых гидроэлектростанций.

1.0.3 При проектировании измерительных приборов на гидроэлектростанциях следует активно внедрять новые технологии и изделия, прошедшие экспертизу.

1.0.4 Состав и конструкция измерительных приборов на гидроэлектростанциях должны соответствовать требованиям энергосистемы по объему собираемой на электростанции информации и способу сбора информации.

1.0.5 Конструкция измерительных приборов на гидроэлектростанциях должна соответствовать не только настоящему кодексу, но и действующим соответствующим национальным стандартам.

2.Терминология

2.0.1 Электрические измерения

Измерение электрических параметров в реальном времени с помощью электричества.

2.0.2 Учет энергии

Измерение параметров электроэнергии.

2.0.3 Общий электрический измерительный прибор

На гидроэлектростанциях часто используются стрелочные счетчики, цифровые счетчики и т. д.

2.0.4 Стрелочный счетчик

В зависимости от соотношения между указателем и шкалой указывается измеренное значение счетчика.

2.0.5 Цифровой счетчик

На дисплее можно использовать цифровую индикацию, которая напрямую отображает измеренное значение счетчика.

2.0.6 Счетчик ватт-часов

Прибор, измеряющий данные активной и/или реактивной электрической энергии.

2.0.7 Интеллектуальное устройство отбора проб переменного тока

Выборка мощности переменного тока осуществляется непосредственно в блоке обработки данных для получения напряжения, тока, активной мощности, реактивной мощности, коэффициента мощности, частоты, активной мощности, реактивной мощности и других параметров, а через стандартный интерфейс связи выводится многофункциональный интеллектуальный счетчик.

2.0.8 Преобразователь

Измеряется путем преобразования постоянного тока, постоянного напряжения или цифрового сигнального устройства.

2.0.9 Класс точности средств измерений

Измерительные приборы и/или принадлежности, отвечающие определенным требованиям к измерениям, разработанные с целью обеспечения предельно допустимой погрешности и ее изменения в установленных пределах уровня.

2.0.10 Компоненты автоматизации

Компоненты и/или устройства для мониторинга данных о состоянии, выполнения действий на гидроэлектростанциях.

2.0.11 Неэлектрические измерения

Измерение температуры, давления, скорости, смещения, расхода, уровня, вибрации, маятника и других неэлектрических параметров в режиме реального времени.

3.Электрические измерения и измерения мощности

Объектами электрических измерений являются гидрогенератор/двигатель генератора, главный трансформатор, линия, шина, трансформатор завода, система постоянного тока и т. д. На рисунке 1 представлена ​​принципиальная схема электропроводки гидроэлектростанции, на которой показана электропроводка гидрогенераторной установки, главного трансформатора, линии и силового трансформатора завода.

Рис. 1 Принципиальная схема электропроводки гидроэлектростанции

3.1 Электрические измерения и учет электроэнергии гидрогенератора/двигателя-генератора

3.1.2 Статическое пусковое устройство переменной частоты электродвигателя генератора должно измерять следующие параметры.

3.1.3 Гидрогенератор/генераторный двигатель должен измерять активную и реактивную электрическую энергию. Гидрогенератор, который может работать в фазовой модуляции, должен измерять двунаправленную активную мощность; гидрогенератор, который может работать в фазовом режиме, должен измерять двунаправленную реактивную мощность; генераторный двигатель должен измерять двунаправленную активную мощность и двунаправленную реактивную мощность.

3.1.4 Для гидрогенераторов, которые могут работать в режиме фазовой модуляции, должна измеряться активная мощность в обоих направлениях; для гидрогенераторов, которые могут работать в режиме опережения фаз, должна измеряться мощность в обоих направлениях. Двигатели генераторов должны измерять активную мощность и реактивную мощность в обоих направлениях.

3.1.5 При измерении угла активной мощности энергосистемы следует измерять угол мощности генератора.

3.1.6 Сторона высокого напряжения трансформатора возбуждения должна измерять трехфазный ток, активную мощность и реактивную мощность.

Конфигурация мониторинга гидрогенератора и трансформатора возбуждения показана на рис. 2, а выбор оборудования — на рис. 1.

Рис. 2 Электрическая измерительная конфигурация гидрогенератора

Таблица 1 Контрольный выбор гидрогенератора и трансформатора возбуждения

3.2 Электроизмерения и учет электроэнергии системы повышения и передачи

3.2.1 Основные элементы измерения трансформатора и учета мощности должны соответствовать следующим требованиям:

1 Двухобмоточные трансформаторы должны измерять трехфазный ток, активную мощность и реактивную мощность на стороне высокого напряжения, а одна сторона трансформатора должна измерять активную энергию и реактивную энергию.

2 Трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы должны измерять трехсторонний трехфазный ток, активную мощность и реактивную мощность, а также должны измерять активную энергию и реактивную энергию с трех сторон. Общая обмотка автотрансформатора должна измерять трехфазный ток.

3 Если генераторный блок подключен как единое целое, но генератор имеет автоматический выключатель, следует измерить напряжение линии низкого напряжения и трехфазное напряжение.

4. Активная мощность и реактивная мощность должны измеряться по обе стороны контактного трансформатора, а активная энергия и реактивная энергия должны измеряться.

5 Когда возможно передавать и принимать электроэнергию, следует измерять активную мощность в обоих направлениях и активную энергию в обоих направлениях; когда возможно работать с отставанием по фазе и опережением по фазе, следует измерять реактивную мощность в обоих направлениях и реактивную энергию в обоих направлениях.

Рис. 3 Схема электрических измерений главного трансформатора гидроэлектростанции

Таблица 2 Выбор мониторинга главного трансформатора

3.2.2 Линейные элементы измерения должны соответствовать следующим требованиям:

1. На линиях напряжением 6,3–66 кВ следует измерять однофазный ток, а если позволяют условия, можно измерять двухфазный или трехфазный ток.

2. Линии 35 кВ и 66 кВ должны измерять активную мощность, а линии 6,3 кВ ~ 66 кВ также могут измерять активную мощность и реактивную мощность, если позволяют условия.

3. На линиях напряжением 110 кВ и выше необходимо измерять трехфазный ток, активную мощность и реактивную мощность.

4. На линиях напряжением 6,3 кВ и выше необходимо измерять активную и реактивную энергию.

5 Если линия, скорее всего, будет передавать и принимать электроэнергию, следует измерять активную мощность в обоих направлениях и активную энергию в обоих направлениях.

6 Если линия может работать с отставанием или опережением фаз, необходимо измерять реактивную мощность в обоих направлениях и реактивную энергию в обоих направлениях.

7. При необходимости энергосистемы следует измерить угол наклона линии для линии повышающей станции.

Рис. 4 Конфигурация электрических измерений для линий гидроэлектростанции

Таблица 3 Выбор измерения линии

3.2.3 Элементы измерения шин должны соответствовать следующим требованиям:

1. На шинах генераторного напряжения 6,3 кВ и выше и на шинах 35 кВ, 66 кВ необходимо измерять напряжение и частоту шин, а также одновременно измерять трехфазное напряжение.

2. На шинах 110 кВ и выше должны измеряться три линейных напряжения и частоты.

3. Автоматические выключатели шинопроводов, автоматические выключатели секций шин, автоматические выключатели внутренних мостов и автоматические выключатели внешних мостов напряжением 6,3 кВ и выше должны измерять переменный ток, а напряжением 110 кВ и выше — трехфазный ток.

4 Трехфазный ток следует измерять для каждой цепи автоматического выключателя с 3/2-проводной, 4/3-проводной и угловой проводкой.

5. Обходные выключатели, секционные или секционные выключатели и обходные выключатели, а также внешние мостовые выключатели напряжением 35 кВ и выше должны измерять активную мощность и реактивную мощность, а также активную энергию и реактивную энергию. Если возможно передавать и получать электроэнергию, следует измерять активную мощность в обоих направлениях и активную энергию в обоих направлениях; в случае работы с отставанием по фазе и опережением по фазе следует измерять реактивную мощность в обоих направлениях и реактивную энергию в обоих направлениях.

Рис. 5 Конфигурация электрических измерений сборной шины на гидроэлектростанции

Таблица 4 Выбор измерения шины

3.2.4 Для групп шунтирующих реакторов напряжением 110 кВ и выше следует измерять трехфазный ток и реактивную мощность, а также измерять реактивную энергию. Цепь шунтирующего реактора напряжением 6,3 кВ ~ 66 кВ должна измерять переменный ток.

Таблица 5 Выбор измерения реактора

3.3 Электрические измерения и учет электроэнергии в энергосистеме предприятия

3.3.1 Переменный ток, активная мощность и активная энергия должны измеряться на стороне высокого напряжения заводского силового трансформатора. Если на стороне высокого напряжения нет условий для измерения, их можно измерить на стороне низкого давления.

3.3.2 Напряжение переменного тока должно быть измерено для рабочей шины заводского электричества. Когда нейтральная точка не заземлена эффективно,

Линейное и трехфазное напряжение; если нейтраль эффективно заземлена, необходимо измерить три линейных напряжения.

3.3.3 На линиях электроснабжения на территории завода следует измерять трехфазный ток, а активную энергию можно измерять в соответствии с потребностями измерения электроэнергии.

3.3.4 Трехфазный ток следует измерять для силовых трансформаторов мощностью 50 кВА и выше с осветительными нагрузками.

3.3.5 Однофазный ток следует измерять как минимум для цепи двигателя мощностью 55 кВт и выше.

3.3.6 Если низковольтная сторона заводского силового трансформатора представляет собой трехфазную четырехпроводную систему напряжением 0,4 кВ, следует измерить трехфазный ток.

3.3.7 Секционный автоматический выключатель для питания завода должен измерять однофазный ток.

3.3.8 Дизель-генераторы должны измерять трехфазный ток, трехфазное напряжение, активную мощность и измерять активную энергию.

Рис. 6 Конфигурация электрических измерений системы электроснабжения гидроэлектростанции

Таблица 6 Выбор конфигурации электрических измерений для энергосистемы завода

3.4 Электрические измерения системы постоянного тока

3.4.1 Система электропитания постоянного тока должна измерять следующие параметры:

1 Напряжение системной шины постоянного тока без понижающего устройства.

2 Система постоянного тока, замыкающая напряжение шины и управляющая напряжением шины с понижающим устройством.

3 Зарядное устройство выдает напряжение и ток.

4 Напряжение и ток аккумуляторной батареи.

3.4.2 Цепь аккумуляторной батареи должна измерять ток плавающего заряда.

3.4.3 При использовании свинцово-кислотной батареи с фиксированным клапанным регулированием рекомендуется измерить напряжение отдельной батареи или собранной батареи путем осмотра.

3.4.4 Распределительный шкаф постоянного тока должен измерять напряжение на шине.

3.4.5 Испытание изоляции шины постоянного тока должно соответствовать соответствующим положениям действующего отраслевого стандарта «Правила проектирования систем электроснабжения постоянного тока на гидроэлектростанциях» NB/T 10606.

3.4.6 Если система питания постоянного тока оснащена микрокомпьютерным устройством контроля, то обычные приборы могут измерять только напряжение шины постоянного тока и напряжение батареи.

3.5 Электрические измерения системы бесперебойного питания (ИБП)

3.5.1 UPS должен измерить следующие параметры:

1 Выходное напряжение.

2 Выходная частота.

3 Выходная мощность или ток.

3.5.2 Главный распределительный шкаф ИБП должен измерять входящий ток, напряжение на шине и