Hidroelektrik Santrali Ölçüm Cihazı Konfigürasyonu Seçimi ve Santral Güç Yönetim Sistemi

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

Acrel Şirketi, Ltd.

NB/T 10861-2021 "Hidroelektrik santrallerinde ölçüm cihazlarının konfigürasyonu için tasarım şartnamesi" hidroelektrik santrallerinde ölçüm cihazlarının konfigürasyonu için ayrıntılı gereksinimler ve rehberlik sağlar. Ölçüm cihazı, hidroelektrik santralinin işletme izleme işleminin önemli bir parçasıdır. Hidroelektrik santralinin ölçümü esas olarak elektriksel nicelik ölçümü ve elektriksel olmayan nicelik ölçümü olarak ikiye ayrılır. Elektriksel ölçüm, akım, gerilim, frekans, güç faktörü, aktif/reaktif güç, aktif/reaktif enerji vb. dahil olmak üzere elektriksel gerçek zamanlı parametrelerin elektrik yoluyla ölçülmesini ifade eder; elektrik dışı ölçüm, sıcaklık, hız, basınç, sıvı seviyesi, açıklık vb. dahil olmak üzere elektriksel olmayan sinyalleri dönüştürmek için vericilerin kullanılmasını ifade eder. Bu makale yalnızca hidroelektrik santralinin ölçüm cihazını ve güç tüketimi yönetim sistemini standarda göre ele alır ve hidroelektrik santralinin mikrobilgisayar koruma konfigürasyonunu içermez.

1.Genel Hüküm

1.0.1 Bu şartname, hidroelektrik santrallerindeki ölçüm cihazlarının konfigürasyon tasarımını standartlaştırmak, hidroelektrik santrallerinin uzun vadeli, güvenli ve istikrarlı bir şekilde işletilmesini sağlamak ve hidroelektrik santrallerinin genel kapsamlı ekonomik faydalarını iyileştirmek amacıyla hazırlanmıştır.

1.0.2 Bu şartname, yeni inşa edilen, yeniden inşa edilen ve genişletilen hidroelektrik santraller için ölçüm cihazlarının konfigürasyon tasarımına uygulanır.

1.0.3 Hidroelektrik santrallerde ölçüm cihazlarının konfigürasyon tasarımında, değerlendirmeden geçmiş yeni teknolojiler ve ürünler aktif olarak benimsenmelidir.

1.0.4 Hidroelektrik santrallerinde ölçüm cihazlarının konfigürasyonu ve tasarımı, santralde toplanan bilgi miktarı ve bilgi toplama yöntemi açısından güç sisteminin gereksinimlerine uygun olmalıdır.

1.0.5 Hidroelektrik santrallerde ölçüm cihazlarının konfigürasyon tasarımı sadece bu yönetmeliğe uygun olmakla kalmayıp, aynı zamanda yürürlükteki ilgili ulusal standartlara da uygun olmalıdır.

2.Terminoloji

2.0.1 Elektriksel ölçüm

Elektriksel gerçek zamanlı parametrelerin elektrik vasıtasıyla ölçülmesi.

2.0.2 Enerji ölçümü

Elektrik enerjisi parametrelerinin ölçümü.

2.0.3 Genel elektrik ölçüm cihazı

Hidroelektrik santrallerinde genellikle ibreli sayaç, dijital sayaç vb. kullanılır.

2.0.4 İşaretçi tipi ölçüm cihazı

Gösterge ile ölçek arasındaki ilişkiye göre metrenin ölçülen değerini belirtmek.

2.0.5 Dijital tip ölçüm cihazı

Göstergede dijital olarak ölçüm değerini doğrudan gösterebilirsiniz.

2.0.6 Watt-saat ölçer

Aktif ve/veya reaktif elektrik enerjisi verilerini ölçen bir cihazdır.

2.0.7 Akıllı AC örnekleme cihazı

AC frekans güç örneklemesi, doğrudan veri işleme birimine işlenerek voltaj, akım, aktif güç, reaktif güç, güç faktörü, frekans, aktif güç, reaktif güç ve diğer parametreleri alır ve standart iletişim arayüzü çıkışı aracılığıyla çok işlevli akıllı sayaç.

2.0.8 Dönüştürücü

DC akım, DC gerilim veya dijital sinyal aygıtının dönüştürülmesiyle ölçülebilir.

2.0.9 Ölçüm cihazı doğruluk sınıfı

Belirli ölçüm gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmış, izin verilen hata ve seviye değişiminin belirtilen sınırlar içinde kalmasını sağlayacak şekilde tasarlanmış ölçüm aletleri ve/veya aksesuarları.

2.0.10 Otomasyon bileşenleri

Hidroelektrik santrallerinde durum verisi izleme, eylem yürütme için bileşenler ve/veya cihazlar.

2.0.11 Elektrik dışı ölçüm

Sıcaklık, basınç, hız, deplasman, akış, seviye, titreşim, sarkaç ve diğer elektrik dışı gerçek zamanlı parametrelerin ölçümü.

3.Elektriksel ölçüm ve güç ölçümü

Elektriksel ölçüm nesneleri arasında hidro jeneratör/jeneratör motoru, ana trafo, hat, bara, tesis trafosu, DC sistemi vb. yer almaktadır. Şekil 1, hidroelektrik santralinin elektrik tesisatının şematik diyagramıdır ve hidroelektrik jeneratör setinin, ana trafonun, hat ve tesis güç trafosunun elektrik tesisatını göstermektedir.

Şekil 1 Bir hidroelektrik santralinin elektrik tesisatının şematik diyagramı

3.1 Hidroelektrik jeneratör/jeneratör motorunun elektriksel ölçümü ve elektrik enerjisi ölçümü

3.1.2 Jeneratör motorunun statik değişken frekanslı marş cihazı aşağıdaki hususları ölçmelidir.

3.1.3 Hidrojeneratör/üretim motoru aktif ve reaktif elektrik enerjisini ölçmelidir. Faz modülasyonunda çalıştırılabilen bir hidrojeneratör çift yönlü aktif gücü ölçmelidir; faz ileri olabilen bir hidrojeneratör çift yönlü reaktif güçte ölçülmelidir; bir jeneratör motoru çift yönlü aktif güçte ve çift yönlü reaktif güçte ölçülmelidir.

3.1.4 Faz modülasyonu ile çalıştırılabilen hidrojeneratörler için, her iki yöndeki aktif güç ölçülmelidir; faz ileri çalıştırılabilen hidrojeneratörler için, her iki yöndeki güç ölçülmelidir. Jeneratör motorları, her iki yöndeki aktif gücü ve reaktif gücü ölçmelidir.

3.1.5 Güç sisteminin aktif güç açısı ölçülürken jeneratörün güç açısı ölçülmelidir.

3.1.6 İkaz trafosunun yüksek gerilim tarafı üç faz akımını, aktif gücü ve reaktif gücü ölçmelidir.

Hidrojeneratör ve uyartım trafosunun izleme konfigürasyonu Şekil 2’de, ekipman seçimi ise Şekil 1’de gösterilmektedir.

Şekil 2 Hidrojeneratörün elektriksel ölçüm konfigürasyonu

Tablo 1 Hidrojeneratör ve uyarma trafosunun izleme seçimi

3.2 Yükseltme ve gönderme sisteminin elektriksel ölçümü ve elektrik enerjisi ölçümü

3.2.1 Ana trafo ölçümü ve güç ölçüm elemanları aşağıdaki şartları karşılamalıdır:

1 Çift sargılı trafolarda yüksek gerilim tarafında üç fazlı akım, aktif güç ve reaktif güç ölçülmeli, trafonun bir tarafı aktif enerji ve reaktif enerjiyi ölçmelidir.

2 Üç sargılı transformatörler veya oto transformatörler üç taraflı üç fazlı akımı, aktif gücü ve reaktif gücü ölçmeli ve üç tarafta aktif enerji ve reaktif enerjiyi ölçmelidir. Oto transformatör ortak sargısı üç fazlı akımı ölçmelidir.

3 Jeneratör ünitesi bir ünite olarak kablolanmış ancak jeneratörde devre kesici varsa, düşük gerilim yan hat gerilimi ve üç faz gerilimi ölçülmelidir.

4 Kontak trafosunun her iki tarafında aktif güç ve reaktif güç ölçülmeli, aktif enerji ve reaktif enerji ölçülmelidir.

5 Güç alıp vermenin mümkün olduğu durumlarda, her iki yöndeki aktif güç ölçülmeli ve her iki yöndeki aktif enerji ölçülmelidir; faz gerisinde ve faz ilerisinde çalışmanın mümkün olduğu durumlarda, her iki yöndeki reaktif güç ölçülmeli ve her iki yöndeki reaktif enerji ölçülmelidir.

Şekil 3 Hidroelektrik santralindeki ana trafonun elektriksel ölçüm konfigürasyonu

Tablo 2 Ana trafo izleme seçimi

3.2.2 Hat ölçüm öğeleri aşağıdaki şartları karşılamalıdır:

1 6,3kV ~ 66kV hatlarında tek fazlı akım ölçülmeli, koşullar uygun olduğunda iki fazlı akım veya üç fazlı akım ölçülebilir.

2 35kV ve 66kV hatları aktif gücü ölçmelidir ve 6.3kV ~ 66kV hatları da koşullar izin verdiğinde aktif güç ve reaktif gücü ölçebilir.

3 110kV ve üzeri hatlarda üç fazlı akım, aktif güç ve reaktif güç ölçülmelidir.

4 6.3kV ve üzeri hatlarda aktif enerji ve reaktif enerji ölçülmelidir.

5 Hattın hem güç iletme hem de alma ihtimali varsa, her iki yöndeki aktif güç ölçülmeli ve her iki yöndeki aktif enerji ölçülmelidir.

6 Hat faz gerisinde veya faz ilerisinde çalışıyorsa, her iki yöndeki reaktif güç ölçülmeli ve reaktif enerji her iki yönde de ölçülmelidir.

7 Güç sisteminin gerektirmesi halinde, yükseltme istasyonu hattı için hattın güç açısı ölçülmelidir.

Şekil 4 Hidroelektrik santral hatları için elektriksel ölçüm yapılandırması

Tablo 3 Hat ölçüm seçimi

3.2.3 Bara ölçüm öğeleri aşağıdaki şartları karşılamalıdır:

1 6.3kV ve üzeri jeneratör gerilim baraları ve 35kV, 66kV baraları bara gerilimini ve frekansını ölçmeli ve aynı anda üç fazlı gerilimi ölçmelidir.

2 adet 110kV ve üzeri baralarda üç hat gerilimi ve frekansı ölçülmelidir.

3 6.3kV ve üzeri bara bağlama devre kesicileri, bara bölümü devre kesicileri, iç köprü devre kesicileri ve dış köprü devre kesicileri AC akımı ölçmeli ve 110kV ve üzeri üç fazlı akımı ölçmelidir.

4 3/2 kablolama, 4/3 kablolama ve köşe kablolama olmak üzere her devre kesici devresi için üç fazlı akım ölçülmelidir.

5 Baypas devre kesicileri, bara bağlama veya bölüm ve baypas devre kesicileri ve 35kV ve üzeri dış köprü devre kesicileri aktif güç ve reaktif güç ölçmeli, aktif enerji ve reaktif enerjiyi ölçmelidir. Güç iletme ve alma mümkün olduğunda, her iki yöndeki aktif güç ölçülmeli ve her iki yöndeki aktif enerji ölçülmelidir; faz gerisi ve faz ilerisi çalışması durumunda, her iki yöndeki reaktif güç ölçülmeli ve her iki yöndeki reaktif enerji ölçülmelidir.

Şekil 5 Hidroelektrik santralindeki baranın elektriksel ölçüm konfigürasyonu

Tablo 4 Otobüs ölçüm seçimi

3.2.4 110kV ve üzeri şönt reaktör gruplarında üç fazlı akım ve reaktif güç ölçülmeli ve reaktif enerji ölçülmelidir. 6.3kV ~ 66kV şönt reaktör devresi AC akım ölçmelidir.

Tablo 5 Reaktör ölçüm seçimi

3.3 Tesis güç sisteminin elektriksel ölçümü ve enerji ölçümü

3.3.1 AC akım, aktif güç ve aktif enerji fabrika güç trafosunun yüksek gerilim tarafında ölçülmelidir. Yüksek gerilim tarafı ölçüm koşullarına sahip olmadığında, düşük basınç tarafında ölçülebilir.

3.3.2 Fabrika elektriğinin çalışma barası için AC voltajı ölçülmelidir. Nötr nokta etkili bir şekilde topraklanmadığında,

Faz-faz ve üç fazlı gerilimler; nötr etkin olarak topraklandığında, üç faz-fazlı gerilim ölçülmelidir.

3.3.3 Fabrika sahasındaki enerji besleme hatlarında üç fazlı akım ölçülmeli, elektrik enerjisi ölçümü ihtiyacına göre aktif enerji ölçümü yapılmalıdır.

3.3.4 Aydınlatma yükleri olan 50kVA ve üzeri şebeke trafolarında üç fazlı akım ölçülmelidir.

3.3.5 Tek fazlı akım en az 55 kW ve üzeri motor devrelerinde ölçülmelidir.

3.3.6 Fabrika güç trafosunun alçak gerilim tarafı 0,4kV üç fazlı dört telli bir sistem ise, üç fazlı akım ölçülmelidir.

3.3.7 Fabrika gücüne ait kesit devre kesicisi tek fazlı akımı ölçecektir.

3.3.8 Dizel jeneratörler üç fazlı akımı, üç fazlı gerilimi, aktif gücü ölçmeli ve aktif enerjiyi ölçmelidir.

Şekil 6 Hidroelektrik santralinin şebeke güç sisteminin elektriksel ölçüm konfigürasyonu

Tablo 6 Tesis Güç Sistemi için Elektrik Ölçüm Konfigürasyonunun Seçimi

3.4 DC güç sisteminin elektriksel ölçümü

3.4.1 DC güç kaynağı sistemi aşağıdaki öğeleri ölçmelidir:

1 Adım düşürücü cihaz olmaksızın DC sistem veri yolu gerilimi.

2 DC sistem bara gerilimini kapatır ve bara gerilimini düşürücü cihazla kontrol eder.

3 Şarj cihazı voltaj ve akım çıkışı sağlar.

4 Pil takımı voltajı ve akımı.

3.4.2 Akü devresi yüzer şarj akımını ölçmelidir.

3.4.3 Sabit valfli kurşun-asit akü kullanıldığında, tek bir akünün veya monte edilmiş bir akünün voltajının muayene yoluyla ölçülmesi tavsiye edilir.

3.4.4 DC dağıtım panosu bara gerilimini ölçmelidir.

3.4.5 DC bara izolasyon testi, yürürlükteki "Hidroelektrik Santrallerde DC Güç Kaynağı Sisteminin Tasarımına İlişkin Kod" NB/T 10606 endüstri standardının ilgili hükümlerine uygun olmalıdır.

3.4.6 DC güç sistemi bir mikrobilgisayar izleme cihazı ile donatıldığında, konvansiyonel aletlerin ölçümü sadece DC bara gerilimini ve akü gerilimini ölçebilir.

3.5 Kesintisiz Güç Sistemi (UPS) Elektrik Ölçümleri

3.5.1 UPS aşağıdaki öğeleri ölçmelidir:

1 Çıkış voltajı.

2 Çıkış frekansı.

3 Çıkış gücü veya akımı.

3.5.2 UPS ana dağıtım dolabı gelen akımı, bara voltajını ve