Външни вакуумни прекъсвачи за свързване към мрежата за възобновяема енергия

Проекти за възобновяема енергия като фотоволтаични и вятърни електроцентрали в крайна сметка трябва да свържат генерираното електричество към по-широката електроенергийна система.

В този момент проектът вече не е само за слънчеви модули, инвертори или вятърни турбини. Системата за свързване към мрежата трябва също така да управлява превключване, защита, изолация, измерване, управление и прекъсване при повреда.

Външните вакуумни прекъсвачи могат да играят важна роля в тази част от системата.

В захранващо устройство за свързване към мрежата със средно напрежение може да се наложи VCB да пренася нормален работен ток, да изпълнява команди за превключване и да прекъсва тока на повреда, когато системата за защита определи, че веригата трябва да бъде прекъсната.

Въпреки това, няма нито една конфигурация на 'слънчев прекъсвач', която може да бъде копирана от един проект за възобновяема енергия в друг.

Дори два проекта, описани като 35 kV фотоволтаична връзка към мрежата, може да изискват различни прекъсвачи, тъй като техните номинален ток, ниво на повреда, защитно устройство, инсталационна среда и изисквания за управление са различни.

Ето защо изборът на VCB трябва да започне с дизайна на енергийната система, а не с етикета на проекта.

Каква роля играе VCB на открито във връзка с мрежата за възобновяема енергия?

Инсталацията за възобновяема енергия обикновено се свързва към мрежата чрез поредица от събирателни вериги, трансформатори, превключващо оборудване и подстанции.

В зависимост от архитектурата на проекта, външен VCB може да бъде инсталиран на захранващо устройство, в залив на подстанция или на друга точка на превключване между системата за генериране и комуналната мрежа.

Неговата роля е предимно електрическа.

По време на нормална работа, прекъсвачът пренася тока на веригата и отговаря на планираните команди за превключване. Когато защитната система открие състояние, което изисква изключване, прекъсвачът получава командата за изключване и прекъсва тока.

Това означава, че VCB не трябва да се третира като изолиран продукт.

Реалната му производителност зависи от това как се координира със защитното реле или интелигентния контролер, CTs и PTs или други сензорни устройства, спомагателно захранване, управляващи вериги и мрежата нагоре и надолу по веригата.

В проект за свързване към мрежата тази пълна координация е по-важна от простото закупуване на прекъсвач с правилното напрежение, изписано на табелката с данни.

Защо проект от 35 kV не може да бъде избран само по напрежение

Да предположим, че два фотоволтаични проекта са свързани към 35 kV система.

Би било лесно да се предположи, че те трябва да използват един и същ вакуумен прекъсвач на открито.

Но това не е непременно правилно.

Един проект може да има по-висок капацитет на инсталацията и следователно да изисква различен номинален ток. Друг може да се намира в подстанция, където очакваният ток на късо съединение е по-висок. Трети проект може да изисква дистанционно управление и комуникация с диспечерска система или система за автоматизация на подстанция.

Условията на околната среда също могат да променят крайната конфигурация.

Проект за 35 kV в конвенционална зона с ниска надморска височина е различен от инсталация за 35 kV, разположена на плато, в силно замърсена промишлена среда или в регион с много ниски зимни температури.

Така че '35 kV' ни казва само класа на напрежение на системата.

Не ни казва всичко необходимо за избор на прекъсвача.

Пълният избор все още трябва да вземе предвид:

системно напрежение → номинален ток → режим на късо съединение → ниво на изолация → защитна схема → управление и комуникация → инсталационна среда

Тази последователност дава много по-надеждна основа за избор на оборудване.

Номиналният ток трябва да следва действителния поток на мощността

Проектите за възобновяема енергия могат да се различават значително по отношение на инсталирания капацитет и разположението на захранващите устройства.

Поради тази причина номиналният ток на прекъсвача трябва да бъде избран в съответствие с действителния ток, който се очаква да носи захранващото устройство или отсекът, заедно с маржа на проекта и приложимите технически изисквания.

Не е подходящо да изберете най-големия наличен ток, просто защото по-голямото число изглежда по-безопасно.

Чувствителен къртач, който е значително по-голям, може да увеличи разходите и да промени конфигурацията на оборудването, без да осигури значима стойност за проекта.

По-добрият подход е да започнете с електрическия дизайн на проекта и да потвърдите очаквания работен ток, преди да изберете номиналния ток.

За EPC и комунални проекти, едноредовата диаграма обикновено е един от най-полезните документи за тази дискусия.

Изключвателната способност при късо съединение е отделно изискване

Номиналният ток и токът на прекъсване при късо съединение описват две много различни работни условия.

Номиналният ток се отнася до непрекъснатия ток, който прекъсвачът носи по време на нормална работа.

Токът на прекъсване на късо съединение е свързан с тока на повреда, който прекъсвачът може да се наложи да прекъсне.

Захранващо устройство за възобновяема енергия може да работи при относително умерен нормален ток, докато все още е свързано към мрежа с много по-висок наличен ток на повреда.

Следователно, прекъсвачът трябва да бъде избран според нивото на късо съединение, изчислено за действителната точка на монтаж.

Това е особено важно, когато проект за възобновяема енергия е свързан със съществуваща подстанция.

Страната на мрежата може значително да повлияе на наличното ниво на повреда, така че прекъсвачът не трябва да се избира само според генериращия капацитет на слънчевата или вятърната централа.

Координацията на защитата определя кога VCB трябва да работи

Прекъсвачът не решава самостоятелно кога да се изключи.

Това решение обикновено идва от защитната система.

CT, PT или други сензорни устройства осигуряват електрически сигнали. Защитното реле или интелигентният контролер оценява тези сигнали според конфигурираните настройки. Ако критериите за защита са изпълнени, към прекъсвача се изпраща команда за изключване.

След това прекъсвачът извършва физическото прекъсване.

Това създава пълна операционна верига:

измерване → преценка за защита → команда за изключване → работа на VCB → обратна връзка за състоянието

Ако някоя част от тази верига е неправилно конфигурирана, системата за свързване към мрежата може да не работи както се очаква, дори когато самият прекъсвач е механично здрав.

Ето защо изборът на VCB за проекти за възобновяема енергия трябва да се обсъжда заедно с изискванията за защита, а не да се третира като независимо решение за покупка.

CT и PT конфигурацията трябва да съответства на проекта

Изискванията за измерване и защита варират от един проект за възобновяема енергия до друг.

Някои проекти получават сигнали за ток и напрежение от отделни измервателни трансформатори, инсталирани в подстанцията. Други може да използват интегрирани сензорни конфигурации в зависимост от дизайна на оборудването.

Ключовият въпрос не е дали прекъсвачът има 'повече сензори'.

Важният въпрос е дали сензорната система осигурява сигналите, изисквани от схемата за защита, измерване и контрол на проекта.

Например, проектът може да се нуждае от текуща информация за защита от свръхток, информация за напрежението за мониторинг или защитна логика и допълнителни сигнали за дистанционно наблюдение.

Тези изисквания трябва да бъдат потвърдени, преди да бъде финализирана конфигурацията на прекъсвача и контролера.

Дистанционното управление и комуникацията стават все по-важни

Много централи за възобновяема енергия са разположени далеч от големите градове или се експлоатират с ограничен персонал на място.

В резултат на това дистанционното наблюдение и управление често са важни части от цялостния дизайн на проекта.

Когато е необходимо, интелигентен външен VCB може да бъде конфигуриран да работи с контролната система на проекта и да предоставя информация за състоянието, аларми и команди за работа чрез определената комуникационна архитектура.

Но комуникацията никога не трябва да се третира като обща характеристика.

Протоколът, точките за данни, пълномощията за дистанционно управление, отговорността за интерфейса и изискванията за киберсигурност трябва да бъдат изяснени по време на етапа на проектиране на проекта.

Прекъсвач, описан като 'интелигентен', не е автоматично съвместим с всяка SCADA или система за автоматизация.

Следователно за международни EPC проекти комуникационните изисквания трябва да бъдат включени в техническата спецификация преди производството.

Автоматичното повторно включване не винаги е правилната настройка по подразбиране

Автоматичното повторно затваряне се използва широко в надземните разпределителни мрежи, тъй като много повреди могат да бъдат временни.

Въпреки това, проектите за свързване към мрежата за възобновяема енергия може да имат различни оперативни философии в зависимост от типа захранващо устройство, системата за генериране, стратегията за защита и изискванията за комунални услуги.

Следователно автоматичното повторно затваряне не трябва просто да се активира, защото контролерът го поддържа.

Проектът трябва първо да определи дали повторното затваряне е разрешено, при какви условия може да работи и как се координира със системата за генериране и защитата на електрическата мрежа.

За някои проекти може да е необходима различна контролна логика след задействане на прекъсвача.

Това е друг пример за това защо крайният набор от функции трябва да се ръководи от проекта, а не от максималния брой налични функции на контролера.

Външната среда все още има значение

Проектите за възобновяема енергия често се изграждат там, където енергийният ресурс е най-силен, а не там, където околната среда е най-лесна за електрическо оборудване.

Слънчевите централи могат да бъдат разположени в сухи, прашни или високопланински райони. Вятърните проекти могат да бъдат изложени на силен вятър, ниски температури или крайбрежна среда.

Следователно външният VCB трябва да бъде оценен според действителните условия на обекта.

Ниво на изолация, изискване за път на пълзене, минимална и максимална температура, надморска височина, риск от замърсяване и кондензация могат да повлияят на крайната конфигурация на продукта.

Това също се свързва директно с избора на VCB за голяма надморска височина и студен климат.

Един проект може да бъде както приложение за възобновяема енергия, така и приложение за специална околна среда едновременно.

Инсталирането и пускането в експлоатация са част от процеса на свързване към мрежата

Дори правилно избраният прекъсвач трябва да бъде инсталиран и пуснат в експлоатация правилно.

По време на работа на обекта състоянието на оборудването, първичните връзки, контролните вериги, обратната връзка за състоянието и интерфейсите за защита трябва да бъдат проверени в съответствие с изискванията на проекта.

Целта на пускането в експлоатация не е просто да се потвърди, че прекъсвачът може да се отваря и затваря.

По-важният въпрос е дали цялата система се държи правилно:

Когато защитната система издаде команда за изключване, прекъсвачът реагира ли?

Контролерът получава ли правилния статус след това?

Местните и дистанционните индикации съвпадат ли?

Функциите за защита и контрол съответстват ли на одобрения проект?

Тези проверки превръщат оборудването от отделен продукт в част от работеща система за свързване към мрежата.

DGG Power 35 kV фотоволтаичен опит в проекта за свързване към мрежата

DGG Power подкрепи 35 kV захранващо устройство за фотоволтаична мрежова връзка, свързано с подстанция 110 kV , осигурявайки нов подов прекъсвач за високо напрежение заедно с поддръжка за монтаж и пускане в експлоатация.

За този тип проекти оборудването не се оценява само по индивидуалните продуктови параметри.

Прекъсвачът трябва да се вмести в съществуващата система на подстанцията, да се координира с изискванията за защита и контрол на проекта и да бъде правилно инсталиран и проверен преди работа.

Този тип полеви опит е ценен, защото свързването на мрежата за възобновяема енергия в крайна сметка е инженерно-интеграционна задача.

Производството на продукта е само една част от процеса на доставка.

Изборът на оборудване, техническото потвърждение, монтажът, въвеждането в експлоатация и координацията на проекта допринасят за крайния резултат.

Каква информация трябва да бъде предоставена, преди да поискате оферта?

Ако пълните параметри все още не са налични, еднолинейната диаграма, защитната схема и техническата спецификация на проекта могат да осигурят полезна отправна точка.

DGG Енергийна поддръжка за проекти за свързване на мрежата за възобновяема енергия

DGG Power осигурява преносно и разпределително оборудване за средно и високо напрежение за подстанции, разпределителни системи, инфраструктура и проекти за възобновяема енергия.

За външни VCB приложения DGG Power може да подкрепи клиентите от ранния технически етап чрез доставка на оборудване.

В зависимост от обхвата на проекта, това може да включва избор на прекъсвач, CT/PT координация, конфигурация на контролера, преглед на техническата документация, фабрично тестване, FAT поддръжка, инсталация и координация на пускане в експлоатация.

Целта не е просто да се достави прекъсвач, маркиран с правилното напрежение.

Целта е да се установи ясна връзка между:

условия на мрежата → изисквания за защита → конфигурация на прекъсвача → фабрична проверка → пускане на обекта в експлоатация

За проектите за възобновяема енергия тази пълна връзка е това, което превръща превключващото устройство в част от надеждно решение за свързване към мрежата.

Често задавани въпроси: VCB на открито за свързване към мрежата за възобновяема енергия

Заключение

Изборът на външен вакуумен прекъсвач за проект за свързване към мрежата за възобновяема енергия изисква повече от избор на клас на напрежение.

Прекъсвачът трябва да съответства на действителния работен ток, нивото на късо съединение, изискванията за изолация, защитната схема, архитектурата на управление и средата на обекта.

По-важното е, че VCB трябва да се разглежда като част от цялостната система за свързване към мрежата.

Истинската операционна верига е:

измерване → защита → работа на прекъсвача → обратна връзка → управление на мрежата

За комуналните услуги, EPC изпълнителите и разработчиците на проекти за възобновяема енергия, установяването на тази връзка по време на етапа на проектиране и доставка може значително да опрости по-късното фабрично тестване, въвеждане в експлоатация и експлоатация.

Ако избирате външен вакуумен прекъсвач за фотоволтаичен, вятърен или възобновяем енергиен проект за свързване към мрежата, изпратете на DGG Power вашето системно напрежение, номинален ток, ниво на късо съединение, схема на защита, изисквания за CT/PT, комуникационни нужди и техническа спецификация. Нашият екип може да ви помогне да оцените подходящата конфигурация на проекта.