Vacuümstroomonderbrekers voor buiten voor aansluiting op het hernieuwbare energienet

Hernieuwbare energieprojecten zoals fotovoltaïsche en windenergiecentrales moeten uiteindelijk de opgewekte elektriciteit aansluiten op het bredere energiesysteem.

Het project gaat dan niet meer alleen over zonnepanelen, omvormers of windturbines. Het netverbindingssysteem moet ook schakelen, bescherming, isolatie, meting, controle en foutonderbreking verzorgen.

Vacuümstroomonderbrekers voor buiten kunnen een belangrijke rol spelen in dit deel van het systeem.

In een feeder met middenspanningsnetaansluiting kan van de VCB worden verlangd dat hij de normale bedrijfsstroom transporteert, schakelopdrachten uitvoert en de foutstroom onderbreekt wanneer het beveiligingssysteem bepaalt dat het circuit moet worden losgekoppeld.

Er bestaat echter niet één configuratie voor een 'zonne-stroomonderbreker' die van het ene hernieuwbare-energieproject naar het andere kan worden gekopieerd.

Zelfs voor twee projecten die beide worden beschreven als 35 kV fotovoltaïsche netaansluiting kunnen verschillende onderbrekers nodig zijn, omdat hun nominale stroom, foutniveau, beschermingsregeling, installatieomgeving en besturingsvereisten verschillend zijn.

Dit is de reden waarom de VCB-selectie moet beginnen met het ontwerp van het energiesysteem en niet met het projectlabel.

Welke rol speelt een buiten-VCB in een netverbinding met hernieuwbare energie?

Een hernieuwbare-energiecentrale is normaal gesproken op het elektriciteitsnet aangesloten via een reeks verzamelcircuits, transformatoren, schakelapparatuur en onderstations.

Afhankelijk van de projectarchitectuur kan een buiten-VCB worden geïnstalleerd op een feeder, op een onderstation of op een ander schakelpunt tussen het opwekkingssysteem en het nutsnetwerk.

Zijn rol is voornamelijk elektrisch.

Tijdens normaal bedrijf voert de onderbreker de circuitstroom en reageert op geplande schakelopdrachten. Wanneer het beveiligingssysteem een ​​toestand detecteert die ontkoppeling vereist, ontvangt de onderbreker het uitschakelcommando en onderbreekt de stroom.

Dit betekent dat de VCB niet als een geïsoleerd product mag worden behandeld.

De werkelijke prestaties zijn afhankelijk van de manier waarop het coördineert met het beveiligingsrelais of de intelligente controller, CT's en PT's of andere detectieapparatuur, hulpvoeding, regelcircuits en het upstream- en downstream-netwerk.

Bij een netaansluitingsproject is deze volledige coördinatie belangrijker dan simpelweg de aanschaf van een onderbreker met de juiste spanning op het typeplaatje.

Waarom een ​​35 kV-project niet alleen op spanning kan worden geselecteerd

Stel dat twee fotovoltaïsche projecten beide zijn aangesloten op een 35 kV-systeem.

Het zou gemakkelijk zijn om aan te nemen dat ze dezelfde vacuümstroomonderbreker voor buitenshuis zouden moeten gebruiken.

Maar dat is niet noodzakelijk juist.

Het ene project kan een hogere installatiecapaciteit hebben en daarom een ​​andere nominale stroom vereisen. Een andere kan zich op een onderstation bevinden waar de verwachte kortsluitstroom hoger is. Voor een derde project kan bediening op afstand en communicatie met een automatiseringssysteem voor verzending of onderstations nodig zijn.

Omgevingsomstandigheden kunnen ook de uiteindelijke configuratie veranderen.

Een 35 kV-project in een conventioneel laaggelegen gebied is anders dan een 35 kV-installatie gelegen op een plateau, in een zwaar vervuilde industriële omgeving of in een regio met zeer lage wintertemperaturen.

Dus '35 kV' vertelt ons alleen de systeemspanningsklasse.

Het vertelt ons niet alles wat nodig is om de onderbreker te selecteren.

Bij een volledige selectie moet nog rekening worden gehouden met:

systeemspanning → nominale stroom → kortsluitplicht → isolatieniveau → beveiligingsschema → besturing en communicatie → installatieomgeving

Die volgorde geeft een veel betrouwbaardere basis voor de selectie van apparatuur.

De nominale stroom moet de werkelijke stroomstroom volgen

Hernieuwbare energieprojecten kunnen sterk variëren wat betreft geïnstalleerde capaciteit en feederopstelling.

Om deze reden moet de nominale stroom van de onderbreker worden geselecteerd op basis van de werkelijke stroom die de feeder of het veld naar verwachting zal voeren, samen met de projectontwerpmarge en toepasselijke technische vereisten.

Het is niet gepast om de grootste beschikbare stroomsterkte te kiezen, simpelweg omdat een groter aantal veiliger lijkt.

Een breker die aanzienlijk te groot is, kan de kosten verhogen en de configuratie van de apparatuur veranderen zonder dat dit een betekenisvolle waarde aan het project oplevert.

De betere aanpak is om te beginnen met het elektrische ontwerp van het project en de verwachte bedrijfsstroom te bevestigen voordat u de nominale stroom selecteert.

Voor EPC- en utiliteitsprojecten is het enkellijnsdiagram meestal een van de nuttigste documenten voor deze discussie.

Kortsluitvermogen is een afzonderlijke vereiste

Nominale stroom en kortsluitstroom beschrijven twee zeer verschillende bedrijfsomstandigheden.

De nominale stroom heeft betrekking op de continue stroom die de onderbreker voert tijdens normaal bedrijf.

Kortsluitbreekstroom heeft betrekking op de foutstroom die de onderbreker mogelijk moet onderbreken.

Een feeder voor hernieuwbare energie kan werken op een relatief gematigde normale stroom terwijl hij nog steeds is aangesloten op een netwerk met een veel hogere beschikbare foutstroom.

Daarom moet de onderbreker worden geselecteerd op basis van het kortsluitniveau dat is berekend voor het feitelijke installatiepunt.

Dit is vooral belangrijk wanneer een project voor hernieuwbare energie wordt aangesloten op een bestaand onderstation.

De netzijde kan het beschikbare foutniveau aanzienlijk beïnvloeden, dus de onderbreker mag niet alleen worden geselecteerd op basis van de opwekkingscapaciteit van de zonne- of windenergiecentrale.

Beveiligingscoördinatie bepaalt wanneer de VCB moet werken

De stroomonderbreker beslist niet zelfstandig wanneer hij moet uitschakelen.

Die beslissing komt normaal gesproken van het beschermingssysteem.

CT's, PT's of andere detectieapparatuur leveren elektrische signalen. Het beveiligingsrelais of de intelligente controller evalueert deze signalen volgens de geconfigureerde instellingen. Als aan de beveiligingscriteria wordt voldaan, wordt een uitschakelcommando naar de onderbreker verzonden.

De onderbreker voert vervolgens de fysieke onderbreking uit.

Hierdoor ontstaat een complete bedrijfsketen:

meting → beschermingsoordeel → uitschakelcommando → VCB-werking → statusfeedback

Als een deel van die keten onjuist is geconfigureerd, werkt het netverbindingssysteem mogelijk niet zoals verwacht, zelfs als de onderbreker zelf mechanisch gezond is.

Dit is de reden waarom de VCB-selectie voor projecten op het gebied van hernieuwbare energie moet worden besproken samen met de beschermingseisen, en niet moet worden behandeld als een onafhankelijke aankoopbeslissing.

CT- en PT-configuratie moeten overeenkomen met het project

De meet- en beschermingseisen variëren van het ene hernieuwbare-energieproject tot het andere.

Sommige projecten verkrijgen stroom- en spanningssignalen van afzonderlijke instrumenttransformatoren die in het onderstation zijn geïnstalleerd. Anderen kunnen geïntegreerde detectieconfiguraties gebruiken, afhankelijk van het ontwerp van de apparatuur.

De belangrijkste vraag is niet of de onderbreker 'meer sensoren' heeft.

De belangrijke vraag is of het detectiesysteem de signalen levert die vereist zijn voor het beveiligings-, meet- en regelschema van het project.

Het project kan bijvoorbeeld actuele informatie nodig hebben voor overstroombeveiliging, spanningsinformatie voor monitoring of beveiligingslogica, en aanvullende signalen voor toezicht op afstand.

Deze vereisten moeten worden bevestigd voordat de configuratie van de onderbreker en controller wordt afgerond.

Afstandsbediening en communicatie worden steeds belangrijker

Veel centrales voor hernieuwbare energie bevinden zich ver van de grote steden of worden geëxploiteerd met een beperkt personeelsbestand.

Als gevolg hiervan zijn bewaking en controle op afstand vaak belangrijke onderdelen van het totale projectontwerp.

Waar nodig kan een intelligente buiten-VCB worden geconfigureerd om samen te werken met het besturingssysteem van het project en statusinformatie, alarmen en bedieningsopdrachten te leveren via de gespecificeerde communicatiearchitectuur.

Maar communicatie mag nooit als een generiek kenmerk worden beschouwd.

Het protocol, de datapunten, de autoriteit voor afstandsbediening, de interfaceverantwoordelijkheid en de cyberbeveiligingsvereisten moeten tijdens de ontwerpfase van het project worden verduidelijkt.

Een onderbreker die wordt omschreven als 'smart' is niet automatisch compatibel met elk SCADA- of automatiseringssysteem.

Voor internationale EPC-projecten moeten communicatie-eisen daarom vóór productie in de technische specificatie worden opgenomen.

Automatisch opnieuw sluiten is niet altijd de juiste standaard

Automatische hersluiting wordt veel gebruikt in bovengrondse distributienetwerken, omdat veel storingen tijdelijk kunnen zijn.

Projecten voor de aansluiting van hernieuwbare energie op het elektriciteitsnet kunnen echter verschillende bedrijfsfilosofieën hebben, afhankelijk van het type feeder, het opwekkingssysteem, de beveiligingsstrategie en de nutsvereisten.

Daarom mag automatisch hersluiten niet zomaar worden ingeschakeld omdat de controller dit ondersteunt.

Het project moet eerst bepalen of hersluiting is toegestaan, onder welke omstandigheden het kan functioneren en hoe het coördineert met het opwekkingssysteem en de bescherming van nutsvoorzieningen.

Voor sommige projecten kan een andere besturingslogica nodig zijn nadat de onderbreker is geactiveerd.

Dit is nog een voorbeeld van waarom de uiteindelijke functieset door het project moet worden aangestuurd in plaats van door het maximale aantal beschikbare controllerfuncties.

Buitenomgeving is nog steeds belangrijk

Hernieuwbare energieprojecten worden vaak gebouwd waar de energiebron het sterkst is, en niet waar de omgeving het gemakkelijkst is voor elektrische apparatuur.

Zonne-energiecentrales kunnen zich in droge, stoffige of hooggelegen gebieden bevinden. Windprojecten kunnen worden blootgesteld aan sterke wind, lage temperaturen of kustomgevingen.

De buiten-VCB moet daarom worden geëvalueerd op basis van de werkelijke omstandigheden ter plaatse.

Isolatieniveau, kruipvereiste, minimum- en maximumtemperatuur, hoogte, vervuiling en condensatierisico kunnen allemaal van invloed zijn op de uiteindelijke productconfiguratie.

Dit houdt ook rechtstreeks verband met VCB-selectie op grote hoogte en in een koud klimaat.

Een project kan tegelijkertijd zowel een duurzame energietoepassing als een bijzondere milieutoepassing zijn.

Installatie en inbedrijfstelling maken deel uit van het netaansluitingsproces

Zelfs een correct geselecteerde onderbreker moet nog steeds correct worden geïnstalleerd en in bedrijf gesteld.

Tijdens werkzaamheden op locatie moeten de staat van de apparatuur, primaire verbindingen, stuurcircuits, statusfeedback en beveiligingsinterfaces worden geverifieerd volgens de projectvereisten.

Het doel van de inbedrijfstelling is niet alleen om te bevestigen dat de onderbreker kan openen en sluiten.

De belangrijkste vraag is of het volledige systeem zich correct gedraagt:

Reageert de onderbreker als het beveiligingssysteem een ​​uitschakelcommando geeft?

Krijgt de regelaar achteraf de juiste status?

Komen de lokale en afgelegen indicaties overeen?

Zijn de beveiligings- en controlefuncties consistent met het goedgekeurde ontwerp?

Door deze controles wordt de apparatuur van een afzonderlijk product onderdeel van een werkend netaansluitingssysteem.

DGG Power 35 kV fotovoltaïsche netaansluiting projectervaring

DGG Power heeft een 35 kV fotovoltaïsche netaansluiting ondersteund, gekoppeld aan een 110 kV onderstation , waardoor een nieuwe vloerstaande hoogspanningsstroomonderbreker voor buiten wordt geleverd, samen met ondersteuning voor installatie en inbedrijfstelling.

Bij dit soort projecten wordt de apparatuur niet alleen beoordeeld op basis van de individuele productparameters.

De onderbreker moet in het bestaande substationsysteem passen, coördineren met de projectbeschermings- en controlevereisten en correct worden geïnstalleerd en geverifieerd voordat hij in gebruik wordt genomen.

Dit soort veldervaring is waardevol omdat de aansluiting van het hernieuwbare energienet uiteindelijk een technische integratietaak is.

De productie van producten is slechts een onderdeel van het leveringsproces.

Apparatuurselectie, technische bevestiging, installatie, inbedrijfstelling en projectcoördinatie dragen allemaal bij aan het eindresultaat.

Welke informatie moet worden verstrekt voordat een offerte wordt aangevraagd?

Als er nog geen volledige parameters beschikbaar zijn, kunnen het enkellijnsdiagram, het beveiligingsschema en de technische specificatie van het project een nuttig startpunt bieden.

DGG Power-ondersteuning voor netverbindingsprojecten voor hernieuwbare energie

DGG Power levert midden- en hoogspanningstransmissie- en distributieapparatuur voor onderstations, distributiesystemen, infrastructuur en projecten voor hernieuwbare energie.

Voor VCB-toepassingen voor buiten kan DGG Power klanten ondersteunen vanaf het vroege technische stadium tot en met de levering van de apparatuur.

Afhankelijk van de projectomvang kan dit de keuze van onderbrekers, CT/PT-coördinatie, controllerconfiguratie, beoordeling van technische documenten, fabriekstesten, FAT-ondersteuning, coördinatie van installatie en inbedrijfstelling omvatten.

Het doel is niet eenvoudigweg een stroomonderbreker te leveren die is gemarkeerd met de juiste spanning.

Het gaat erom een ​​duidelijke relatie tot stand te brengen tussen:

netwerkomstandigheden → beschermingsvereisten → configuratie van de onderbreker → fabrieksverificatie → inbedrijfstelling van de locatie

Voor projecten op het gebied van duurzame energie is het die complete relatie die een schakelapparaat tot onderdeel van een betrouwbare netverbindingsoplossing maakt.

Veelgestelde vragen: VCB's voor buitengebruik voor aansluiting op het elektriciteitsnet voor hernieuwbare energie

Conclusie

Het selecteren van een vacuümstroomonderbreker voor buiten voor een project voor de aansluiting van hernieuwbare energie op het elektriciteitsnet vereist meer dan het kiezen van een spanningsklasse.

De onderbreker moet overeenkomen met de werkelijke bedrijfsstroom, het kortsluitniveau, de isolatievereisten, het beveiligingsschema, de besturingsarchitectuur en de locatieomgeving.

Belangrijker nog is dat de VCB moet worden beschouwd als onderdeel van het volledige netaansluitingssysteem.

De echte operationele keten is:

meting → bescherming → werking van de onderbreker → feedback → netcontrole

Voor nutsbedrijven, EPC-aannemers en projectontwikkelaars op het gebied van hernieuwbare energie kan het correct uitvoeren van deze relatie tijdens de ontwerp- en inkoopfase de latere tests, inbedrijfstelling en bediening in de fabriek aanzienlijk vereenvoudigen.

Als u een vacuümstroomonderbreker voor buiten selecteert voor een fotovoltaïsch, windenergie- of hernieuwbare energienetaansluitingsproject, stuur dan DGG Power uw systeemspanning, nominale stroom, kortsluitniveau, beveiligingsschema, CT/PT-vereisten, communicatiebehoeften en technische specificaties. Ons team kan u helpen bij het evalueren van de juiste projectconfiguratie.