Întreruptoare cu vid în aer liber pentru conectarea la rețeaua de energie regenerabilă

Proiectele de energie regenerabilă, cum ar fi centralele fotovoltaice și eoliene, trebuie în cele din urmă să conecteze electricitatea lor generată la sistemul energetic mai larg.

În acel moment, proiectul nu mai este doar despre module solare, invertoare sau turbine eoliene. Sistemul de conectare la rețea trebuie să se ocupe, de asemenea, de comutarea, protecția, izolarea, măsurarea, controlul și întreruperea defecțiunii.

Întreruptoarele de circuit de vid în aer liber pot juca un rol important în această parte a sistemului.

Într-un alimentator cu conexiune la rețea de medie tensiune, VCB poate fi necesar să transporte curent de funcționare normal, să execute comenzi de comutare și să întrerupă curentul de defect atunci când sistemul de protecție stabilește că circuitul trebuie deconectat.

Cu toate acestea, nu există o singură configurație „întrerupător de circuit solar” care să poată fi copiată de la un proiect de energie regenerabilă la altul.

Chiar și două proiecte, ambele descrise ca conectare la rețea fotovoltaică de 35 kV, pot necesita întrerupătoare diferite, deoarece curentul nominal, nivelul de defecțiune, aranjamentul de protecție, mediul de instalare și cerințele de control sunt diferite.

Acesta este motivul pentru care selecția VCB ar trebui să înceapă mai degrabă cu designul sistemului de alimentare decât cu eticheta proiectului.

Ce rol joacă un VCB în aer liber într-o conexiune la rețea cu energie regenerabilă?

O centrală de energie regenerabilă se conectează în mod normal la rețea printr-o secvență de circuite de colectare, transformatoare, echipamente de comutație și stații.

În funcție de arhitectura proiectului, un VCB exterior poate fi instalat pe un alimentator, la o stație de substație sau la un alt punct de comutare între sistemul de generare și rețeaua de utilități.

Rolul său este în primul rând electric.

În timpul funcționării normale, întrerupătorul transportă curentul circuitului și răspunde la comenzile de comutare planificate. Când sistemul de protecție detectează o stare care necesită deconectare, întrerupătorul primește comanda de declanșare și întrerupe curentul.

Aceasta înseamnă că VCB nu trebuie tratat ca un produs izolat.

Performanța sa reală depinde de modul în care se coordonează cu releul de protecție sau controlerul inteligent, CT-uri și PT-uri sau alte dispozitive de detectare, sursa de alimentare auxiliară, circuitele de control și rețeaua din amonte și aval.

Într-un proiect de conectare la rețea, această coordonare completă este mai importantă decât simpla achiziție a unui întrerupător cu tensiunea corectă scrisă pe plăcuța de identificare.

De ce un proiect de 35 kV nu poate fi selectat numai după tensiune

Să presupunem că două proiecte fotovoltaice se conectează ambele la un sistem de 35 kV.

Ar fi ușor să presupunem că ar trebui să folosească același întrerupător de circuit de vid exterior.

Dar asta nu este neapărat corect.

Un proiect poate avea o capacitate mai mare a instalației și, prin urmare, necesită un curent nominal diferit. Un altul poate fi amplasat la o substație unde curentul de scurtcircuit posibil este mai mare. Un al treilea proiect poate necesita control de la distanță și comunicare cu un sistem de automatizare de dispecerat sau substație.

Condițiile de mediu pot modifica și configurația finală.

Un proiect de 35 kV într-o zonă convențională de joasă altitudine este diferit de o instalație de 35 kV situată pe un platou, într-un mediu industrial puternic poluat sau într-o regiune cu temperaturi de iarnă foarte scăzute.

Deci „35 kV” ne spune doar clasa de tensiune a sistemului.

Nu ne spune tot ce este necesar pentru a selecta întrerupătorul.

O selecție completă trebuie încă luată în considerare:

tensiunea sistemului → curent nominal → sarcină la scurtcircuit → nivel de izolație → schemă de protecție → control și comunicare → mediu de instalare

Această secvență oferă o bază mult mai fiabilă pentru selecția echipamentului.

Curentul nominal ar trebui să urmeze fluxul real de putere

Proiectele de energie regenerabilă pot varia foarte mult în ceea ce privește capacitatea instalată și aranjamentul alimentatorului.

Din acest motiv, curentul nominal al întreruptorului ar trebui să fie selectat în funcție de curentul real pe care se așteaptă să îl transporte alimentatorul sau compartimentul, împreună cu marja de proiectare a proiectului și cerințele tehnice aplicabile.

Nu este potrivit să alegeți cea mai mare evaluare curentă disponibilă pur și simplu pentru că un număr mai mare pare mai sigur.

Un întrerupător care este semnificativ supradimensionat poate crește costul și poate modifica configurația echipamentului fără a oferi valoare semnificativă proiectului.

Cea mai bună abordare este să începeți cu proiectarea electrică a proiectului și să confirmați curentul de funcționare așteptat înainte de a selecta curentul nominal.

Pentru proiectele EPC și utilitare, diagrama uniliniară este de obicei unul dintre cele mai utile documente pentru această discuție.

Capacitatea de întrerupere a scurtcircuitului este o cerință separată

Curentul nominal și curentul de rupere în scurtcircuit descriu două condiții de funcționare foarte diferite.

Curentul nominal se referă la curentul continuu pe care îl transportă întrerupătorul în timpul funcționării normale.

Curentul de rupere de scurtcircuit se referă la curentul de defect pe care întrerupătorul poate fi necesar să îl întrerupă.

Un alimentator de energie regenerabilă poate funcționa la un curent normal relativ moderat în timp ce este conectat la o rețea cu un curent de defect disponibil mult mai mare.

Prin urmare, întrerupătorul trebuie selectat în funcție de nivelul de scurtcircuit calculat pentru punctul real de instalare.

Acest lucru este deosebit de important atunci când un proiect de energie regenerabilă este conectat la o substație de utilități existente.

Partea rețelei poate influența semnificativ nivelul de defecțiune disponibil, astfel încât întrerupătorul nu trebuie selectat doar în funcție de capacitatea de generare a centralei solare sau eoliene.

Coordonarea protecției determină când ar trebui să funcționeze VCB

Întrerupătorul nu decide în mod independent când să declanșeze.

Această decizie vine în mod normal din sistemul de protecție.

CT-urile, PT-urile sau alte dispozitive de detectare furnizează semnale electrice. Releul de protecție sau controlerul inteligent evaluează acele semnale în funcție de setările configurate. Dacă criteriile de protecție sunt îndeplinite, o comandă de declanșare este trimisă întreruptorului.

Întrerupătorul efectuează apoi întreruperea fizică.

Aceasta creează un lanț de operare complet:

măsurare → judecată de protecție → comandă de declanșare → funcționare VCB → feedback de stare

Dacă orice parte a acelui lanț este configurată incorect, este posibil ca sistemul de conectare la rețea să nu funcționeze conform așteptărilor, chiar și atunci când întrerupătorul în sine este sănătos din punct de vedere mecanic.

Acesta este motivul pentru care selecția VCB pentru proiectele de energie regenerabilă ar trebui discutată împreună cu cerințele de protecție, mai degrabă decât tratată ca o decizie de cumpărare independentă.

Configurația CT și PT ar trebui să se potrivească cu proiectul

Cerințele de măsurare și protecție variază de la un proiect de energie regenerabilă la altul.

Unele proiecte obțin semnale de curent și tensiune de la transformatoare de instrumente separate instalate în substație. Alții pot utiliza configurații integrate de detectare, în funcție de designul echipamentului.

Întrebarea cheie nu este dacă întrerupătorul are „mai mulți senzori”.

Întrebarea importantă este dacă sistemul de detectare oferă semnalele cerute de schema de protecție, măsurare și control a proiectului.

De exemplu, proiectul poate avea nevoie de informații curente pentru protecția la supracurent, informații de tensiune pentru monitorizare sau logica de protecție și semnale suplimentare pentru supravegherea de la distanță.

Aceste cerințe trebuie confirmate înainte de finalizarea configurației întreruptorului și controlerului.

Telecomanda și comunicarea sunt din ce în ce mai importante

Multe centrale de energie regenerabilă sunt situate departe de marile orașe sau sunt operate cu personal limitat la fața locului.

Ca rezultat, monitorizarea și controlul de la distanță sunt adesea părți importante ale proiectării generale a proiectului.

Acolo unde este necesar, un VCB inteligent de exterior poate fi configurat pentru a funcționa cu sistemul de control al proiectului și pentru a furniza informații de stare, alarme și comenzi de operare prin arhitectura de comunicare specificată.

Dar comunicarea nu ar trebui niciodată tratată ca o caracteristică generică.

Protocolul, punctele de date, autoritatea de control de la distanță, responsabilitatea interfeței și cerințele de securitate cibernetică ar trebui clarificate în timpul etapei de proiectare a proiectului.

Un întrerupător descris ca „inteligent” nu este compatibil automat cu fiecare SCADA sau sistem de automatizare.

Pentru proiectele internaționale EPC, cerințele de comunicare ar trebui, prin urmare, incluse în specificația tehnică înainte de producție.

Reînchiderea automată nu este întotdeauna valoarea implicită potrivită

Reînchiderea automată este utilizată pe scară largă în rețelele aeriene de distribuție, deoarece multe defecțiuni pot fi temporare.

Cu toate acestea, proiectele de conectare la rețeaua de energie regenerabilă pot avea filosofii de operare diferite în funcție de tipul de alimentare, sistemul de generare, strategia de protecție și cerințele de utilități.

Prin urmare, reînchiderea automată nu ar trebui să fie pur și simplu activată deoarece controlerul o acceptă.

Proiectul ar trebui să determine mai întâi dacă reînchiderea este permisă, în ce condiții poate funcționa și cum se coordonează cu sistemul de generare și protecția utilităților.

Pentru unele proiecte, poate fi necesară o logică de control diferită după declanșarea întreruptorului.

Acesta este un alt exemplu de ce setul final de funcții ar trebui să fie condus de proiect, mai degrabă decât de numărul maxim de caracteristici ale controlerului disponibile.

Mediul în aer liber contează încă

Proiectele de energie regenerabilă sunt adesea construite acolo unde resursa energetică este cea mai puternică, mai degrabă decât acolo unde mediul este cel mai ușor pentru echipamentele electrice.

Plantele solare pot fi amplasate în zone uscate, prăfuite sau la altitudine mare. Proiectele eoliene pot fi expuse la vânt puternic, temperaturi scăzute sau medii de coastă.

Prin urmare, VCB exterior trebuie evaluat în funcție de condițiile reale ale amplasamentului.

Nivelul de izolație, cerința de scurgere, temperatura minimă și maximă, altitudinea, riscul de contaminare și condens pot influența configurația finală a produsului.

De asemenea, aceasta se leagă direct de selecția VCB la altitudine mare și la climă rece.

Un proiect poate fi atât o aplicație de energie regenerabilă, cât și o aplicație specială de mediu în același timp.

Instalarea și punerea în funcțiune fac parte din procesul de conectare la rețea

Chiar și un întrerupător selectat corect trebuie să fie instalat și pus în funcțiune corect.

În timpul lucrului pe șantier, starea echipamentului, conexiunile primare, circuitele de control, feedback-ul de stare și interfețele de protecție trebuie verificate în conformitate cu cerințele proiectului.

Scopul punerii în funcțiune nu este doar acela de a confirma faptul că întrerupătorul se poate deschide și închide.

Întrebarea mai importantă este dacă întregul sistem se comportă corect:

Când sistemul de protecție emite o comandă de declanșare, întrerupătorul răspunde?

Controlerul primește ulterior starea corectă?

Sunt de acord indicațiile locale și de la distanță?

Funcțiile de protecție și control sunt conforme cu proiectul aprobat?

Aceste verificări transformă echipamentul dintr-un produs individual într-o parte a unui sistem de conectare la rețea funcțional.

DGG Power 35 kV Fotovoltaic Grid-Connection Project Experiență

DGG Power a susținut un alimentator de conexiune la rețea fotovoltaică de 35 kV asociat cu o substație de 110 kV , oferind un nou întrerupător de circuit de înaltă tensiune în aer liber, cu suport pentru instalare și punere în funcțiune.

Pentru acest tip de proiect, echipamentul nu este evaluat doar prin parametrii individuali ai produsului.

Întrerupătorul trebuie să se încadreze în sistemul de stație existent, să se coordoneze cu cerințele de protecție și control ale proiectului și să fie corect instalat și verificat înainte de exploatare.

Acest tip de experiență de teren este valoroasă, deoarece conexiunea la rețeaua de energie regenerabilă este în cele din urmă o sarcină de inginerie-integrare.

Fabricarea produsului este doar o parte a procesului de livrare.

Selectarea echipamentelor, confirmarea tehnică, instalarea, punerea în funcțiune și coordonarea proiectului contribuie la rezultatul final.

Ce informații ar trebui furnizate înainte de a solicita o cotație?

Dacă parametrii completi nu sunt încă disponibili, diagrama uniliniară, schema de protecție și specificațiile tehnice ale proiectului pot oferi un punct de plecare util.

Sprijin DGG Power pentru proiecte de conexiune la rețea cu energie regenerabilă

DGG Power furnizează echipamente de transport și distribuție de medie și înaltă tensiune pentru substații, sisteme de distribuție, infrastructură și proiecte de energie regenerabilă.

Pentru aplicațiile VCB în aer liber, DGG Power poate sprijini clienții din stadiul tehnic timpuriu până la livrarea echipamentelor.

În funcție de domeniul de aplicare al proiectului, aceasta poate include selecția întrerupătorului, coordonarea CT/PT, configurarea controlerului, revizuirea documentelor tehnice, testarea în fabrică, suportul FAT, coordonarea instalării și punerii în funcțiune.

Obiectivul nu este pur și simplu de a furniza un întrerupător marcat cu tensiunea corectă.

Este de a stabili o relație clară între:

condiții de rețea → cerințe de protecție → configurație întrerupător → verificare din fabrică → punere în funcțiune

Pentru proiectele de energie regenerabilă, acea relație completă este ceea ce transformă un dispozitiv de comutare într-o soluție fiabilă de conectare la rețea.

Întrebări frecvente: VCB-uri în aer liber pentru conexiune la rețea cu energie regenerabilă

Concluzie

Selectarea unui întrerupător de circuit de vid exterior pentru un proiect de conectare la rețea de energie regenerabilă necesită mai mult decât alegerea unei clase de tensiune.

Întrerupătorul trebuie să se potrivească cu curentul real de funcționare, nivelul de scurtcircuit, cerințele de izolație, schema de protecție, arhitectura de control și mediul amplasamentului.

Mai important, VCB ar trebui să fie considerată ca parte a sistemului complet de conectare la rețea.

Adevăratul lanț de operare este:

măsurare → protecție → funcționare întrerupător → feedback → control rețea

Pentru utilități, contractori EPC și dezvoltatori de proiecte de energie regenerabilă, realizarea corectă a acestei relații în timpul etapei de proiectare și achiziție poate simplifica semnificativ testarea ulterioară în fabrică, punerea în funcțiune și operarea.

Dacă selectați un întrerupător în vid pentru exterior pentru un proiect de conectare la rețea fotovoltaică, eoliană sau de energie regenerabilă, trimiteți DGG Power tensiunea sistemului dvs., curentul nominal, nivelul de scurtcircuit, schema de protecție, cerințele CT/PT, nevoile de comunicare și specificațiile tehnice. Echipa noastră poate ajuta la evaluarea configurației adecvate a proiectului.