Ulkona käytettävät tyhjiökatkaisijat uusiutuvan energian verkkoon

Uusiutuvan energian hankkeiden, kuten aurinko- ja tuulivoimaloiden, on lopulta liitettävä tuotettu sähkönsä laajempaan sähköjärjestelmään.

Siinä vaiheessa projekti ei ole enää vain aurinkomoduuleista, inverttereistä tai tuuliturbiineista. Verkkoliitäntäjärjestelmän tulee myös käsitellä kytkentöjä, suojauksia, eristämistä, mittauksia, ohjausta ja vikakatkaisuja.

Ulkona toimivat tyhjiökatkaisijat voivat olla tärkeässä roolissa tässä järjestelmän osassa.

Keskijännitteisessä verkkoliitäntäsyöttimessä VCB:tä voidaan vaatia kuljettamaan normaalia käyttövirtaa, suorittamaan kytkentäkäskyjä ja katkaisemaan vikavirta, kun suojajärjestelmä päättää, että piiri on katkaistava.

Ei kuitenkaan ole olemassa yhtä 'aurinkokatkaisijan' konfiguraatiota, jota voitaisiin kopioida uusiutuvan energian projektista toiseen.

Jopa kaksi projektia, jotka molemmat kuvataan 35 kV:n aurinkosähköverkkoliitännäksi, voivat vaatia erilaisia ​​katkaisijoita, koska niiden nimellisvirta, vikataso, suojausjärjestely, asennusympäristö ja ohjausvaatimukset ovat erilaiset.

Tästä syystä VCB-valinnan tulisi alkaa sähköjärjestelmän suunnittelusta projektimerkinnän sijaan.

Mikä rooli ulkoilma-VCB:llä on uusiutuvan energian verkkoyhteydessä?

Uusiutuvaa energiaa käyttävä laitos kytkeytyy tavallisesti verkkoon keräyspiirien, muuntajien, kytkinlaitteiden ja sähköasemien kautta.

Hankkeen arkkitehtuurista riippuen ulkoinen VCB voidaan asentaa syöttöön, sähköaseman poreille tai muuhun tuotantojärjestelmän ja sähköverkon väliseen kytkentäpisteeseen.

Sen rooli on ensisijaisesti sähköinen.

Normaalin toiminnan aikana katkaisija kuljettaa piirin virtaa ja vastaa suunniteltuihin kytkentäkäskyihin. Kun suojajärjestelmä havaitsee tilan, joka vaatii katkaisua, katkaisija vastaanottaa laukaisukäskyn ja katkaisee virran.

Tämä tarkoittaa, että VCB:tä ei pidä käsitellä erillisenä tuotteena.

Sen todellinen suorituskyky riippuu siitä, kuinka se koordinoi suojareleen tai älykkään ohjaimen, CT:iden ja PT:iden tai muiden anturilaitteiden, apuvirtalähteen, ohjauspiirien sekä ylä- ja alavirran verkon kanssa.

Verkkoliitäntäprojektissa tämä täydellinen koordinointi on tärkeämpää kuin pelkkä katkaisijan ostaminen, jonka tyyppikilpeen on kirjoitettu oikea jännite.

Miksi 35 kV projektia ei voida valita pelkällä jännitteellä?

Oletetaan, että kaksi aurinkosähköprojektia liittyvät molemmat 35 kV järjestelmään.

Olisi helppo olettaa, että heidän pitäisi käyttää samaa ulkoilman tyhjiökatkaisinta.

Mutta se ei välttämättä pidä paikkaansa.

Yhdellä projektilla voi olla suurempi laitoskapasiteetti ja siksi se vaatii erilaisen nimellisvirran. Toinen voi sijaita sähköasemalla, jossa mahdollinen oikosulkuvirta on suurempi. Kolmas projekti saattaa vaatia kauko-ohjausta ja kommunikointia lähetys- tai sähköaseman automaatiojärjestelmän kanssa.

Myös ympäristöolosuhteet voivat muuttaa lopullista kokoonpanoa.

Perinteisellä matalalla alueella sijaitseva 35 kV:n projekti eroaa tasangolla, voimakkaasti saastuneessa teollisuusympäristössä tai erittäin alhaisten talvilämpötilojen alueella sijaitsevasta 35 kV:n laitoksesta.

Joten '35 kV' kertoo vain järjestelmän jänniteluokan.

Se ei kerro meille kaikkea, mitä tarvitaan katkaisijan valitsemiseen.

Täydellistä valikoimaa on vielä harkittava:

järjestelmän jännite → nimellisvirta → oikosulku → eristystaso → suojausjärjestelmä → ohjaus ja tiedonsiirto → asennusympäristö

Tämä järjestys antaa paljon luotettavamman perustan laitteiden valinnalle.

Nimellisvirran tulee seurata todellista tehovirtaa

Uusiutuvan energian hankkeet voivat vaihdella suuresti asennetun kapasiteetin ja syöttöjärjestelmän osalta.

Tästä syystä katkaisijan nimellisvirta tulee valita sen todellisen virran mukaan, jonka syöttölaitteen tai kentän odotetaan kuljettavan, sekä projektin suunnittelumarginaalin ja sovellettavien teknisten vaatimusten mukaan.

Ei ole tarkoituksenmukaista valita suurinta saatavilla olevaa virtaluokitusta vain siksi, että suurempi luku näyttää turvallisemmalta.

Huomattavasti ylimitoitettu katkaisija voi nostaa kustannuksia ja muuttaa laitteiston kokoonpanoa tuottamatta projektille merkittävää arvoa.

Parempi lähestymistapa on aloittaa projektin sähkösuunnittelusta ja varmistaa odotettu käyttövirta ennen nimellisvirran valintaa.

EPC- ja hyödyllisyysprojekteissa yksirivinen kaavio on yleensä yksi hyödyllisimmistä asiakirjoista tässä keskustelussa.

Oikosulkukatkaisukapasiteetti on erillinen vaatimus

Nimellisvirta ja oikosulkuvirta kuvaavat kahta hyvin erilaista käyttötilaa.

Nimellisvirta liittyy jatkuvaan virtaan, jota katkaisija kuljettaa normaalin toiminnan aikana.

Oikosulku katkaisuvirta liittyy vikavirtaan, jonka katkaisija saattaa joutua katkaisemaan.

Uusiutuvan energian syöttölaite voi toimia suhteellisen kohtuullisella normaalivirralla samalla kun se on edelleen kytkettynä verkkoon, jossa on paljon korkeampi käytettävissä oleva vikavirta.

Siksi katkaisin on valittava todelliselle asennuspisteelle lasketun oikosulkutason mukaan.

Tämä on erityisen tärkeää, kun uusiutuvan energian hanke liitetään olemassa olevaan sähköasemaan.

Verkkopuoli voi merkittävästi vaikuttaa käytettävissä olevaan vikatasoon, joten katkaisijaa ei tule valita pelkästään aurinko- tai tuulivoimalan tuotantokapasiteetin mukaan.

Suojauksen koordinointi määrittää, milloin VCB:n tulee toimia

Katkaisija ei päätä itsenäisesti, milloin laukeaa.

Päätös tulee yleensä suojajärjestelmältä.

CT:t, PT:t tai muut anturilaitteet antavat sähköisiä signaaleja. Suojarele tai älykäs ohjain arvioi nämä signaalit määritettyjen asetusten mukaisesti. Jos suojausehdot täyttyvät, katkaisijalle lähetetään laukaisukomento.

Katkaisija suorittaa sitten fyysisen keskeytyksen.

Tämä luo täydellisen toimintaketjun:

mittaus → suojausarvio → laukaisukäsky → VCB:n toiminta → tilan palaute

Jos jokin tämän ketjun osa on konfiguroitu väärin, verkkoliitäntäjärjestelmä ei välttämättä toimi odotetulla tavalla, vaikka itse katkaisija olisi mekaanisesti terve.

Siksi uusiutuvan energian hankkeiden VCB-valinnasta tulisi keskustella yhdessä suojavaatimusten kanssa sen sijaan, että sitä pitäisi käsitellä itsenäisenä ostopäätöksenä.

CT- ja PT-kokoonpanon tulee vastata projektia

Mittaus- ja suojausvaatimukset vaihtelevat uusiutuvan energian hankkeittain.

Joissakin projekteissa virta- ja jännitesignaalit saadaan sähköasemalle asennetuista erillisistä instrumenttimuuntajista. Toiset voivat käyttää integroituja tunnistuskonfiguraatioita laitteen suunnittelusta riippuen.

Keskeinen kysymys ei ole, onko katkaisijassa 'enemmän antureita'.

Tärkeä kysymys on, tuottaako anturijärjestelmä hankkeen suojaus-, mittaus- ja ohjausjärjestelmän edellyttämät signaalit.

Projekti voi esimerkiksi tarvita ajankohtaista tietoa ylivirtasuojaukseen, jännitetietoa valvontaan tai suojauslogiikkaan sekä lisäsignaaleja etävalvontaan.

Nämä vaatimukset tulee vahvistaa ennen katkaisijan ja ohjaimen konfiguroinnin viimeistelyä.

Kaukosäädin ja viestintä ovat yhä tärkeämpiä

Monet uusiutuvaa energiaa käyttävät laitokset sijaitsevat kaukana suurimmista kaupungeista tai niitä käytetään rajoitetun henkilöstön kanssa.

Tämän seurauksena etävalvonta ja -ohjaus ovat usein tärkeitä osia projektin kokonaissuunnittelussa.

Tarvittaessa älykäs ulkoinen VCB voidaan konfiguroida toimimaan projektin ohjausjärjestelmän kanssa ja antamaan tilatietoja, hälytyksiä ja käyttökomentoja määritellyn tietoliikennearkkitehtuurin kautta.

Viestintää ei kuitenkaan koskaan pidä pitää yleisenä ominaisuutena.

Protokolla, datapisteet, kauko-ohjausvaltuutus, rajapintavastuu ja kyberturvallisuusvaatimukset tulee selvittää projektin suunnitteluvaiheessa.

Älykkääksi kutsuttu katkaisija ei ole automaattisesti yhteensopiva kaikkien SCADA- tai automaatiojärjestelmien kanssa.

Kansainvälisten EPC-projektien osalta viestintävaatimukset tulisi siksi sisällyttää tekniseen eritelmään ennen tuotantoa.

Automaattinen uudelleen sulkeminen ei ole aina oikea oletusarvo

Automaattista uudelleensulkemista käytetään laajalti ilmajakeluverkoissa, koska monet viat voivat olla tilapäisiä.

Uusiutuvan energian verkkoliitäntähankkeilla voi kuitenkin olla erilaisia ​​toimintafilosofioita riippuen johtotyypistä, tuotantojärjestelmästä, suojausstrategiasta ja hyödyllisyysvaatimuksista.

Siksi automaattista uudelleensulkemista ei pitäisi vain ottaa käyttöön, koska ohjain tukee sitä.

Hankkeessa tulee ensin selvittää, onko uudelleensulkeminen sallittu, millä ehdoilla se voi toimia ja miten se koordinoituu tuotantojärjestelmän ja sähkönsuojauksen kanssa.

Joissakin projekteissa voidaan tarvita erilaista ohjauslogiikkaa katkaisijan laukaisun jälkeen.

Tämä on toinen esimerkki siitä, miksi lopullisen funktiosarjan tulisi ohjata projektia eikä käytettävissä olevien ohjainominaisuuksien enimmäismäärää.

Ulkoilma on edelleen tärkeä

Uusiutuvan energian hankkeita rakennetaan usein sinne, missä energiaresurssi on vahvin, eikä sinne, missä ympäristö on sähkölaitteiden kannalta helpoin.

Aurinkovoimalat voivat sijaita kuivilla, pölyisillä tai korkeilla alueilla. Tuuliprojektit voivat olla alttiina voimakkaalle tuulelle, matalille lämpötiloille tai rannikkoympäristöille.

Ulkona oleva VCB on siksi arvioitava todellisten työpaikan olosuhteiden mukaan.

Eristystaso, ryömintävaatimus, minimi- ja maksimilämpötila, korkeus merenpinnasta, kontaminaatio- ja kondensaatioriski voivat kaikki vaikuttaa lopulliseen tuotteen kokoonpanoon.

Tämä liittyy myös suoraan korkean ja kylmän ilmaston VCB-valintaan.

Hanke voi olla samanaikaisesti sekä uusiutuvan energian sovellus että erityisympäristösovellus.

Asennus ja käyttöönotto ovat osa verkkoliitäntäprosessia

Jopa oikein valittu katkaisija on silti asennettava ja otettava käyttöön oikein.

Työmaatyön aikana laitteiden kunto, ensiöliitännät, ohjauspiirit, tilapalaute ja suojaliitännät on tarkistettava projektin vaatimusten mukaisesti.

Käyttöönoton tarkoitus ei ole vain varmistaa, että katkaisija voi avautua ja sulkeutua.

Tärkeämpi kysymys on, toimiiko koko järjestelmä oikein:

Kun suojajärjestelmä antaa laukaisukäskyn, reagoiko katkaisin?

Saako ohjain oikean tilan jälkeenpäin?

Ovatko paikalliset ja etäohjeet samaa mieltä?

Ovatko suoja- ja ohjaustoiminnot yhdenmukaisia ​​hyväksytyn rakenteen kanssa?

Nämä tarkastukset tekevät laitteistosta yksittäisestä tuotteesta osa toimivaa verkkoliitäntäjärjestelmää.

DGG Power 35 kV aurinkosähkö verkkoliitäntäprojektikokemus

DGG Power on tukenut 110 kV:n sähköasemaan liittyvää 35 kV aurinkosähköverkkoliitäntäsyöttölaitetta , joka tarjoaa uuden lattialle seisovan ulkokäyttöisen suurjännitekatkaisijan sekä asennus- ja käyttöönottotuen.

Tämän tyyppisissä projekteissa laitteita ei arvioida vain sen yksittäisten tuoteparametrien perusteella.

Katkaisijan tulee sopia olemassa olevaan sähköasemajärjestelmään, sovittaa yhteen projektin suojaus- ja ohjausvaatimusten kanssa sekä olla oikein asennettu ja tarkastettu ennen käyttöä.

Tällainen kenttäkokemus on arvokasta, koska uusiutuvan energian verkkoliitäntä on viime kädessä suunnittelu-integraatiotehtävä.

Tuotteiden valmistus on vain yksi osa toimitusprosessia.

Laitteiden valinta, tekninen vahvistus, asennus, käyttöönotto ja projektin koordinointi vaikuttavat kaikki lopputulokseen.

Mitä tietoja tulee antaa ennen tarjouksen pyytämistä?

Jos täydellisiä parametreja ei ole vielä saatavilla, yksirivinen kaavio, suojauskaavio ja projektin tekniset tiedot voivat tarjota hyödyllisen lähtökohdan.

DGG:n tehotuki uusiutuvan energian verkkoliitäntäprojekteille

DGG Power toimittaa keski- ja suurjännitesiirto- ja jakelulaitteita sähköasemille, jakelujärjestelmille, infrastruktuurille ja uusiutuvan energian projekteihin.

Ulkokäyttöön tarkoitettujen VCB-sovelluksien osalta DGG Power voi tukea asiakkaita varhaisesta teknisestä vaiheesta laitteiden toimituksiin asti.

Projektin laajuudesta riippuen tämä voi sisältää katkaisijan valinnan, CT/PT-koordinoinnin, ohjaimen konfiguroinnin, teknisten asiakirjojen tarkastelun, tehdastestauksen, FAT-tuen, asennuksen ja käyttöönoton koordinoinnin.

Tavoitteena ei ole vain syöttää oikealla jännitteellä merkittyä katkaisijaa.

Sen tarkoituksena on luoda selkeä suhde seuraavien välille:

verkkoolosuhteet → suojausvaatimukset → katkaisijan konfigurointi → tehdastarkastus → työpaikan käyttöönotto

Uusiutuvan energian projekteissa tämä täydellinen suhde tekee kytkinlaitteesta osan luotettavaa verkkoliitäntäratkaisua.

Usein kysytyt kysymykset: Outdoor VCB:t uusiutuvan energian verkkoliitäntään

Johtopäätös

Ulkoilmakatkaisijan valitseminen uusiutuvan energian verkkoliitäntäprojektiin vaatii muutakin kuin jänniteluokan valintaa.

Katkaisijan on vastattava todellista käyttövirtaa, oikosulkutasoa, eristysvaatimuksia, suojausjärjestelmää, ohjausarkkitehtuuria ja työpaikan ympäristöä.

Vielä tärkeämpää on, että VCB:tä tulisi pitää osana täydellistä verkkoliitäntäjärjestelmää.

Todellinen toimintaketju on:

mittaus → suojaus → katkaisijan toiminta → takaisinkytkentä → verkkoohjaus

Kunnostuslaitosten, EPC-urakoitsijoiden ja uusiutuvan energian projektikehittäjien suhteen tämän suhteen saaminen kuntoon suunnittelu- ja hankintavaiheessa voi merkittävästi yksinkertaistaa myöhempää tehdastestausta, käyttöönottoa ja käyttöä.

Jos valitset ulkoilmakatkaisijaa aurinkosähkö-, tuulivoima- tai uusiutuvan energian verkkoliitäntäprojektiin, lähetä DGG Powerille järjestelmäsi jännite, nimellisvirta, oikosulkutaso, suojausjärjestelmä, CT/PT-vaatimukset, viestintätarpeet ja tekniset tiedot. Tiimimme voi auttaa arvioimaan sopivan projektikokoonpanon.