Zewnętrzne wyłączniki próżniowe do podłączenia sieci energii odnawialnej

Projekty związane z energią odnawialną, takie jak elektrownie fotowoltaiczne i wiatrowe, w końcu będą musiały podłączyć wytwarzaną energię elektryczną do szerszego systemu elektroenergetycznego.

W tym momencie projekt nie dotyczy już tylko modułów fotowoltaicznych, falowników czy turbin wiatrowych. System przyłączenia do sieci musi także obsługiwać przełączanie, zabezpieczanie, izolację, pomiary, sterowanie i przerywanie zwarć.

Zewnętrzne wyłączniki próżniowe mogą odgrywać ważną rolę w tej części systemu.

W zasilaczu przyłączanym do sieci średniego napięcia może być wymagane, aby VCB przewodził normalny prąd roboczy, wykonywał polecenia przełączania i przerywał prąd zwarciowy, gdy system zabezpieczający ustali, że obwód powinien zostać odłączony.

Jednakże nie ma jednej konfiguracji „wyłącznika fotowoltaicznego”, którą można skopiować z jednego projektu dotyczącego energii odnawialnej do drugiego.

Nawet dwa projekty opisane jako podłączenie do sieci fotowoltaicznej 35 kV mogą wymagać różnych wyłączników, ponieważ ich prąd znamionowy, poziom zwarcia, układ zabezpieczeń, środowisko instalacji i wymagania dotyczące sterowania są różne.

Z tego powodu wybór VCB należy rozpocząć od projektu systemu elektroenergetycznego, a nie od etykiety projektu.

Jaką rolę odgrywa zewnętrzny VCB w podłączeniu do sieci energii odnawialnej?

Elektrownia wytwarzająca energię odnawialną zwykle łączy się z siecią poprzez sekwencję obwodów zbiorczych, transformatorów, urządzeń przełączających i podstacji.

W zależności od architektury projektu, zewnętrzny wyłącznik VCB można zainstalować na polu zasilającym, w polu podstacji lub w innym punkcie przełączania pomiędzy systemem wytwórczym a siecią elektroenergetyczną.

Jego rola jest przede wszystkim elektryczna.

Podczas normalnej pracy wyłącznik przewodzi prąd obwodu i reaguje na zaplanowane polecenia przełączenia. Gdy system zabezpieczający wykryje stan wymagający odłączenia, wyłącznik otrzymuje polecenie wyłączenia i przerywa prąd.

Oznacza to, że VCB nie należy traktować jako produktu izolowanego.

Jego rzeczywista wydajność zależy od jego koordynacji z przekaźnikiem zabezpieczeniowym lub inteligentnym sterownikiem, przekładnikami prądowymi i przekładnikami prądowymi lub innymi urządzeniami czujnikowymi, pomocniczym zasilaniem, obwodami sterującymi oraz siecią poprzedzającą i odprowadzającą.

W projekcie podłączenia do sieci ta pełna koordynacja jest ważniejsza niż zwykły zakup wyłącznika z prawidłowym napięciem podanym na tabliczce znamionowej.

Dlaczego projektu 35 kV nie można wybrać wyłącznie na podstawie napięcia

Załóżmy, że dwa projekty fotowoltaiczne są podłączone do systemu 35 kV.

Łatwo byłoby założyć, że powinni używać tego samego zewnętrznego wyłącznika próżniowego.

Ale to niekoniecznie jest poprawne.

Jeden projekt może mieć większą wydajność instalacji i dlatego wymagać innego prądu znamionowego. Inny może być umieszczony w podstacji, w której spodziewany prąd zwarciowy jest wyższy. Trzeci projekt może wymagać zdalnego sterowania i komunikacji z systemem automatyki dyspozytorskiej lub podstacyjnej.

Warunki środowiskowe mogą również zmienić ostateczną konfigurację.

Projekt 35 kV na konwencjonalnym obszarze położonym na małej wysokości różni się od instalacji 35 kV zlokalizowanej na płaskowyżu, w silnie zanieczyszczonym środowisku przemysłowym lub w regionie o bardzo niskich temperaturach zimowych.

Zatem „35 kV” mówi nam jedynie o klasie napięcia systemu.

Nie mówi nam wszystkiego, co jest potrzebne do wybrania wyłącznika.

Pełny wybór wymaga jeszcze rozważenia:

napięcie systemu → prąd znamionowy → obciążenie zwarciowe → poziom izolacji → schemat zabezpieczeń → sterowanie i komunikacja → środowisko instalacji

Ta sekwencja daje znacznie bardziej wiarygodną podstawę doboru sprzętu.

Prąd znamionowy powinien odpowiadać rzeczywistemu przepływowi mocy

Projekty dotyczące energii odnawialnej mogą znacznie różnić się pod względem zainstalowanej mocy i rozmieszczenia pól zasilających.

Z tego powodu prąd znamionowy wyłącznika należy dobierać w zależności od rzeczywistego prądu, jaki ma przewodzić pole lub pole, z uwzględnieniem marginesu projektowego i obowiązujących wymagań technicznych.

Niewłaściwe jest wybieranie największego dostępnego prądu znamionowego tylko dlatego, że większa liczba wydaje się bezpieczniejsza.

Młot, który jest znacznie przewymiarowany, może zwiększyć koszty i zmienić konfigurację sprzętu, nie wnosząc znaczącej wartości do projektu.

Lepszym podejściem jest rozpoczęcie od projektu elektrycznego projektu i potwierdzenie oczekiwanego prądu roboczego przed wybraniem prądu znamionowego.

W przypadku projektów EPC i użyteczności publicznej schemat jednokreskowy jest zwykle jednym z najbardziej przydatnych dokumentów w tej dyskusji.

Zdolność wyłączania zwarciowego jest odrębnym wymaganiem

Prąd znamionowy i prąd wyłączalny zwarciowy opisują dwa bardzo różne warunki pracy.

Prąd znamionowy odnosi się do prądu ciągłego, jaki wyłącznik przepływa podczas normalnej pracy.

Prąd wyłączalny zwarciowy odnosi się do prądu zwarciowego, który wyłącznik może wymagać przerwania.

Podajnik energii odnawialnej może pracować przy stosunkowo umiarkowanym prądzie normalnym, będąc jednocześnie podłączonym do sieci o znacznie wyższym dostępnym prądzie zwarciowym.

Dlatego wyłącznik należy dobrać odpowiednio do poziomu zwarcia obliczonego dla rzeczywistego punktu instalacji.

Jest to szczególnie ważne, gdy projekt dotyczący energii odnawialnej jest podłączony do istniejącej podstacji elektroenergetycznej.

Strona sieci może znacząco wpływać na dostępny poziom zwarcia, dlatego wyłącznika nie należy dobierać wyłącznie na podstawie mocy wytwórczej elektrowni słonecznej lub wiatrowej.

Koordynacja zabezpieczeń określa, kiedy VCB powinien zadziałać

Wyłącznik automatyczny nie decyduje samodzielnie, kiedy zadziałać.

Decyzja ta zwykle pochodzi z systemu ochrony.

Przekładniki prądowe, przekładniki prądowe lub inne urządzenia wykrywające dostarczają sygnały elektryczne. Przekaźnik zabezpieczeniowy lub inteligentny sterownik ocenia te sygnały zgodnie ze skonfigurowanymi ustawieniami. Jeśli kryteria ochrony są spełnione, do wyłącznika wysyłana jest komenda wyłączenia.

Następnie wyłącznik wykonuje przerwanie fizyczne.

Tworzy to kompletny łańcuch operacyjny:

pomiar → ocena zabezpieczenia → polecenie wyłączenia → działanie VCB → sprzężenie zwrotne stanu

Jeśli jakakolwiek część tego łańcucha jest nieprawidłowo skonfigurowana, system podłączenia do sieci może nie działać zgodnie z oczekiwaniami, nawet jeśli sam wyłącznik jest sprawny mechanicznie.

Z tego powodu wybór VCB do projektów dotyczących energii odnawialnej powinien być omawiany łącznie z wymogami ochrony, a nie traktowany jako niezależna decyzja o zakupie.

Konfiguracja CT i PT powinna odpowiadać projektowi

Wymagania dotyczące pomiarów i ochrony różnią się w zależności od projektu dotyczącego energii odnawialnej.

Niektóre projekty uzyskują sygnały prądowe i napięciowe z oddzielnych przekładników zainstalowanych w podstacji. Inni mogą wykorzystywać zintegrowane konfiguracje wykrywania, w zależności od konstrukcji sprzętu.

Kluczową kwestią nie jest to, czy wyłącznik ma „więcej czujników”.

Ważnym pytaniem jest, czy system czujnikowy dostarcza sygnały wymagane przez schemat zabezpieczeń, pomiarów i kontroli projektu.

Na przykład projekt może potrzebować bieżących informacji do zabezpieczenia nadprądowego, informacji o napięciu do monitorowania lub logiki zabezpieczeń oraz dodatkowych sygnałów do zdalnego nadzoru.

Wymagania te należy potwierdzić przed sfinalizowaniem konfiguracji wyłącznika i sterownika.

Zdalne sterowanie i komunikacja są coraz ważniejsze

Wiele elektrowni wykorzystujących energię odnawialną jest zlokalizowanych z dala od dużych miast lub obsługiwanych przez ograniczoną liczbę pracowników na miejscu.

W rezultacie zdalne monitorowanie i kontrola są często ważnymi elementami ogólnego projektu projektu.

W razie potrzeby inteligentny zewnętrzny VCB można skonfigurować do współpracy z systemem sterowania projektu i dostarczania informacji o stanie, alarmach i poleceniach operacyjnych za pośrednictwem określonej architektury komunikacyjnej.

Jednak komunikacji nigdy nie należy traktować jako cechy ogólnej.

Protokół, punkty danych, uprawnienia do zdalnej kontroli, odpowiedzialność za interfejs i wymagania dotyczące cyberbezpieczeństwa powinny zostać wyjaśnione na etapie projektowania projektu.

Wyłącznik określany jako „inteligentny” nie jest automatycznie kompatybilny z każdym systemem SCADA lub systemem automatyki.

Dlatego też w przypadku międzynarodowych projektów EPC wymagania dotyczące komunikacji powinny zostać uwzględnione w specyfikacji technicznej przed rozpoczęciem produkcji.

Automatyczne ponowne zamknięcie nie zawsze jest właściwym rozwiązaniem

Automatyczne ponowne załączanie jest szeroko stosowane w napowietrznych sieciach dystrybucyjnych, ponieważ wiele usterek może mieć charakter tymczasowy.

Jednakże projekty podłączenia do sieci energii odnawialnej mogą mieć różne filozofie działania w zależności od rodzaju pola zasilającego, systemu wytwarzania, strategii ochrony i wymagań mediów.

Dlatego nie należy włączać automatycznego ponownego zamykania tylko dlatego, że sterownik je obsługuje.

W projekcie należy najpierw określić, czy ponowne załączenie jest dozwolone, w jakich warunkach może działać i w jaki sposób koordynuje działanie z systemem wytwarzania i ochroną sieci energetycznej.

W przypadku niektórych projektów po wyłączeniu wyłącznika może być wymagana inna logika sterowania.

Jest to kolejny przykład tego, dlaczego ostateczny zestaw funkcji powinien być oparty na projekcie, a nie na maksymalnej liczbie dostępnych funkcji sterownika.

Środowisko zewnętrzne nadal ma znaczenie

Projekty dotyczące energii odnawialnej są często budowane tam, gdzie zasoby energii są najsilniejsze, a nie tam, gdzie środowisko jest najłatwiejsze dla sprzętu elektrycznego.

Elektrownie słoneczne mogą być instalowane na obszarach suchych, zakurzonych lub na dużych wysokościach. Projekty wiatrowe mogą być narażone na działanie silnego wiatru, niskich temperatur lub środowiska przybrzeżnego.

Dlatego też zewnętrzny VCB należy ocenić w oparciu o rzeczywiste warunki panujące w miejscu instalacji.

Poziom izolacji, wymagania dotyczące upływu, minimalna i maksymalna temperatura, wysokość nad poziomem morza, ryzyko zanieczyszczenia i kondensacji mogą mieć wpływ na końcową konfigurację produktu.

Wiąże się to również bezpośrednio z wyborem VCB na dużych wysokościach i w zimnym klimacie.

Projekt może jednocześnie obejmować zastosowanie energii odnawialnej i zastosowanie w szczególnym środowisku.

Instalacja i uruchomienie są częścią procesu przyłączania do sieci

Nawet prawidłowo wybrany wyłącznik nadal wymaga prawidłowego montażu i uruchomienia.

Podczas prac na miejscu należy sprawdzić stan sprzętu, połączenia pierwotne, obwody sterujące, informacje zwrotne o stanie i interfejsy zabezpieczające zgodnie z wymaganiami projektu.

Celem oddania do użytku nie jest jedynie potwierdzenie, że wyłącznik może się otwierać i zamykać.

Ważniejszym pytaniem jest, czy cały system zachowuje się poprawnie:

Czy wyłącznik reaguje, gdy system zabezpieczający wydaje polecenie wyłączenia?

Czy kontroler otrzymuje później prawidłowy status?

Czy wskazania lokalne i zdalne są zgodne?

Czy funkcje zabezpieczające i sterujące są zgodne z zatwierdzonym projektem?

Kontrole te przekształcają sprzęt z pojedynczego produktu w część działającego systemu przyłączenia do sieci.

Doświadczenie w projekcie przyłączenia do sieci fotowoltaicznej DGG Power 35 kV

DGG Power wsparła linię przyłączeniową do sieci fotowoltaicznej 35 kV powiązaną z podstacją 110 kV , dostarczając nowy wolnostojący zewnętrzny wyłącznik wysokiego napięcia wraz ze wsparciem w zakresie instalacji i uruchomienia.

Przy tego typu projektach ocenia się sprzęt nie tylko pod kątem jego indywidualnych parametrów produktu.

Wyłącznik musi pasować do istniejącego systemu podstacji, być skoordynowany z wymaganiami projektu dotyczącymi ochrony i kontroli, a także być prawidłowo zainstalowany i zweryfikowany przed rozpoczęciem pracy.

Tego typu doświadczenie w terenie jest cenne, ponieważ podłączenie do sieci energii odnawialnej jest ostatecznie zadaniem inżyniersko-integracyjnym.

Wytwarzanie produktu to tylko jedna część procesu dostawy.

Dobór sprzętu, potwierdzenie techniczne, instalacja, uruchomienie i koordynacja projektu składają się na końcowy wynik.

Jakie informacje należy podać przed złożeniem zapytania o wycenę?

Jeżeli kompletne parametry nie są jeszcze dostępne, przydatnym punktem wyjścia może być schemat jednokreskowy, schemat zabezpieczeń i specyfikacja techniczna projektu.

Wsparcie DGG Power dla projektów podłączenia do sieci energii odnawialnej

DGG Power dostarcza urządzenia przesyłowe i dystrybucyjne średniego i wysokiego napięcia dla podstacji, systemów dystrybucyjnych, infrastruktury i projektów związanych z energią odnawialną.

W przypadku zewnętrznych zastosowań VCB firma DGG Power może wspierać klientów od wczesnego etapu technicznego aż po dostawę sprzętu.

W zależności od zakresu projektu może to obejmować wybór wyłącznika, koordynację przekładników prądowych/PT, konfigurację sterownika, przegląd dokumentacji technicznej, testy fabryczne, wsparcie FAT, koordynację instalacji i uruchomienia.

Celem nie jest po prostu dostarczenie wyłącznika oznaczonego prawidłowym napięciem.

Chodzi o ustalenie jasnego związku pomiędzy:

warunki sieci → wymagania dotyczące zabezpieczeń → konfiguracja wyłącznika → weryfikacja fabryczna → oddanie obiektu do użytku

W przypadku projektów związanych z energią odnawialną to kompletne powiązanie sprawia, że ​​urządzenie przełączające staje się częścią niezawodnego rozwiązania w zakresie podłączenia do sieci.

Często zadawane pytania: Zewnętrzne wyłączniki VCB do podłączenia do sieci energii odnawialnej

Wniosek

Wybór zewnętrznego wyłącznika próżniowego do projektu podłączenia do sieci energii odnawialnej wymaga czegoś więcej niż tylko wyboru klasy napięcia.

Wyłącznik musi odpowiadać rzeczywistemu prądowi roboczemu, poziomowi zwarcia, wymaganiom izolacji, schematowi zabezpieczeń, architekturze sterowania i środowisku miejsca instalacji.

Co ważniejsze, VCB należy traktować jako część kompletnego systemu przyłączenia do sieci.

Prawdziwy łańcuch operacyjny to:

pomiar → zabezpieczenie → działanie wyłącznika → sprzężenie zwrotne → sterowanie siecią

W przypadku przedsiębiorstw użyteczności publicznej, wykonawców EPC i deweloperów projektów związanych z energią odnawialną prawidłowe nawiązanie tej relacji na etapie projektowania i zakupu może znacznie uprościć późniejsze testowanie w fabryce, oddanie do użytku i obsługę.

Jeśli wybierasz zewnętrzny wyłącznik próżniowy do projektu podłączenia do sieci fotowoltaicznej, wiatrowej lub energii odnawialnej, wyślij DGG Power napięcie systemu, prąd znamionowy, poziom zwarcia, schemat zabezpieczeń, wymagania CT/PT, potrzeby komunikacyjne i specyfikację techniczną. Nasz zespół może pomóc w ocenie odpowiedniej konfiguracji projektu.