Наружные вакуумные выключатели для подключения к возобновляемым источникам энергии

Проекты в области возобновляемых источников энергии, такие как фотоэлектрические и ветряные электростанции, в конечном итоге должны будут подключить вырабатываемую ими электроэнергию к более широкой энергосистеме.

На данный момент проект уже не ограничивается солнечными модулями, инверторами или ветряными турбинами. Система подключения к сети должна также обеспечивать коммутацию, защиту, изоляцию, измерение, управление и прерывание при неисправности.

Вакуумные выключатели наружного применения могут играть важную роль в этой части системы.

В фидере среднего напряжения, подключенном к сети, VCB может потребоваться для передачи нормального рабочего тока, выполнения команд переключения и прерывания тока повреждения, когда система защиты определяет, что цепь должна быть отключена.

Однако не существует единой конфигурации «солнечного выключателя», которую можно было бы скопировать из одного проекта возобновляемой энергетики в другой.

Даже для двух проектов, оба описанных как подключение к фотоэлектрической сети 35 кВ, могут потребоваться разные выключатели, поскольку их номинальный ток, уровень неисправности, устройство защиты, условия установки и требования к управлению различны.

Вот почему выбор VCB следует начинать с проектирования энергосистемы, а не с названия проекта.

Какую роль играет внешний VCB в подключении к сети возобновляемых источников энергии?

Электростанция, использующая возобновляемые источники энергии, обычно подключается к сети через последовательность коллекторных цепей, трансформаторов, коммутационного оборудования и подстанций.

В зависимости от архитектуры проекта внешний VCB может быть установлен на фидере, в ячейке подстанции или в другой точке переключения между системой генерации и инженерной сетью.

Его роль в первую очередь электрическая.

Во время нормальной работы выключатель пропускает ток цепи и реагирует на запланированные команды переключения. Когда система защиты обнаруживает состояние, требующее отключения, выключатель получает команду отключения и прерывает ток.

Это означает, что VCB не следует рассматривать как изолированный продукт.

Его реальная производительность зависит от того, как оно координируется с реле защиты или интеллектуальным контроллером, трансформаторами тока и трансформаторами или другими чувствительными устройствами, вспомогательным источником питания, цепями управления, а также восходящей и нисходящей сетью.

В проекте подключения к сети такая полная координация важнее, чем просто покупка автоматического выключателя с правильным напряжением, указанным на паспортной табличке.

Почему проект 35 кВ нельзя выбирать только по напряжению

Предположим, что два фотоэлектрических проекта подключены к системе 35 кВ.

Было бы легко предположить, что им следует использовать один и тот же вакуумный выключатель наружного типа.

Но это не обязательно правильно.

Один проект может иметь более высокую мощность установки и, следовательно, требовать другой номинальный ток. Другой может быть расположен на подстанции, где предполагаемый ток короткого замыкания выше. Третий проект может потребовать дистанционного управления и связи с системой автоматизации диспетчерской или подстанции.

Условия окружающей среды также могут изменить окончательную конфигурацию.

Проект 35 кВ в обычной низменной местности отличается от установки 35 кВ, расположенной на плато, в сильно загрязненной промышленной среде или в регионе с очень низкими зимними температурами.

Таким образом, «35 кВ» говорит нам только о классе напряжения системы.

Он не говорит нам всего, что необходимо для выбора выключателя.

Для полного выбора еще нужно учитывать:

напряжение системы → номинальный ток → режим короткого замыкания → уровень изоляции → схема защиты → управление и связь → среда установки

Эта последовательность дает гораздо более надежную основу для выбора оборудования.

Номинальный ток должен соответствовать фактическому потоку мощности.

Проекты в области возобновляемых источников энергии могут сильно различаться по установленной мощности и расположению фидеров.

По этой причине номинальный ток выключателя следует выбирать в соответствии с фактическим током, который, как ожидается, будет проводить фидер или присоединение, а также с расчетным запасом по проекту и применимыми техническими требованиями.

Нецелесообразно выбирать максимально возможный номинал тока просто потому, что большее число кажется более безопасным.

Выключатель значительно большего размера может увеличить стоимость и изменить конфигурацию оборудования, не принося значимой пользы проекту.

Лучше всего начать с электрического проектирования проекта и подтвердить ожидаемый рабочий ток, прежде чем выбирать номинальный ток.

Для EPC и коммунальных проектов однолинейная диаграмма обычно является одним из наиболее полезных документов для этого обсуждения.

Отключающая способность при коротком замыкании — отдельное требование

Номинальный ток и ток отключения при коротком замыкании описывают два совершенно разных режима эксплуатации.

Номинальный ток относится к постоянному току, который протекает выключатель во время нормальной работы.

Ток отключения при коротком замыкании относится к току повреждения, который может потребоваться отключить выключателю.

Фидер возобновляемой энергии может работать при относительно умеренном нормальном токе, при этом будучи подключенным к сети с гораздо более высоким доступным током повреждения.

Поэтому автоматический выключатель необходимо выбирать в соответствии с уровнем короткого замыкания, рассчитанным для фактической точки установки.

Это особенно важно, когда проект возобновляемой энергетики подключен к существующей подстанции.

Сторона сети может существенно влиять на доступный уровень неисправности, поэтому выключатель не следует выбирать только в соответствии с генерирующей мощностью солнечной или ветряной электростанции.

Координация защиты определяет, когда VCB должен сработать

Автоматический выключатель не решает самостоятельно, когда сработать.

Это решение обычно исходит от системы защиты.

Трансформаторы, трансформаторы тока или другие чувствительные устройства передают электрические сигналы. Реле защиты или интеллектуальный контроллер оценивает эти сигналы в соответствии с настроенными настройками. Если критерии защиты соблюдены, на выключатель подается команда отключения.

Затем выключатель выполняет физическое прерывание.

Это создает полную операционную цепочку:

измерение → определение защиты → команда отключения → работа VCB → обратная связь по состоянию

Если какая-либо часть этой цепи настроена неправильно, система подключения к сети может не работать должным образом, даже если сам выключатель механически исправен.

Вот почему выбор VCB для проектов в области возобновляемых источников энергии следует обсуждать вместе с требованиями защиты, а не рассматривать как независимое решение о покупке.

Конфигурация ТТ и ПТ должна соответствовать проекту

Требования к измерению и защите варьируются от одного проекта возобновляемой энергии к другому.

В некоторых проектах сигналы тока и напряжения получаются от отдельных измерительных трансформаторов, установленных на подстанции. Другие могут использовать конфигурации интегрированных датчиков в зависимости от конструкции оборудования.

Ключевой вопрос не в том, имеет ли выключатель «больше датчиков».

Важный вопрос заключается в том, обеспечивает ли сенсорная система сигналы, необходимые для схемы защиты, измерения и контроля проекта.

Например, проекту может потребоваться текущая информация для защиты от перегрузки по току, информация о напряжении для мониторинга или логики защиты, а также дополнительные сигналы для дистанционного контроля.

Эти требования должны быть подтверждены до завершения настройки выключателя и контроллера.

Дистанционное управление и связь становятся все более важными

Многие заводы по производству возобновляемой энергии расположены вдали от крупных городов или работают с ограниченным персоналом.

В результате удаленный мониторинг и контроль часто являются важной частью общего дизайна проекта.

При необходимости интеллектуальный внешний VCB можно настроить для работы с системой управления проекта и предоставления информации о состоянии, сигналов тревоги и рабочих команд через указанную коммуникационную архитектуру.

Но общение никогда не следует рассматривать как нечто общее.

Протокол, точки данных, полномочия дистанционного управления, ответственность за интерфейс и требования к кибербезопасности должны быть уточнены на этапе разработки проекта.

Выключатель, называемый «умным», не совместим автоматически со всеми системами SCADA или автоматизации.

Поэтому для международных проектов EPC требования к связи должны быть включены в техническую спецификацию до начала производства.

Автоматическое повторное включение не всегда является правильным выбором по умолчанию

Автоматическое повторное включение широко используется в воздушных распределительных сетях, поскольку многие неисправности могут быть временными.

Однако проекты по подключению к сети возобновляемых источников энергии могут иметь разную философию эксплуатации в зависимости от типа фидера, системы генерации, стратегии защиты и требований коммунальных предприятий.

Поэтому автоматическое повторное включение не следует включать просто потому, что контроллер его поддерживает.

Проект должен сначала определить, разрешено ли повторное включение, при каких условиях оно может работать и как оно согласовывается с системой генерации и защитой энергосистемы.

Для некоторых проектов после отключения выключателя может потребоваться другая логика управления.

Это еще один пример того, почему окончательный набор функций должен определяться проектом, а не максимальным количеством доступных функций контроллера.

Наружная среда по-прежнему имеет значение

Проекты в области возобновляемых источников энергии часто строятся там, где энергетический ресурс наиболее силен, а не там, где окружающая среда наиболее благоприятна для электрооборудования.

Солнечные электростанции могут располагаться в сухих, пыльных или высокогорных районах. Ветроэнергетические проекты могут подвергаться воздействию сильного ветра, низких температур или прибрежной среды.

Поэтому наружный VCB необходимо оценивать в соответствии с фактическими условиями на объекте.

Уровень изоляции, требования к утечке, минимальная и максимальная температура, высота над уровнем моря, риск загрязнения и конденсации — все это может повлиять на конечную конфигурацию продукта.

Это также напрямую связано с выбором VCB для высот и холодного климата.

Проект может одновременно быть как приложением, использующим возобновляемые источники энергии, так и приложением для особых условий.

Монтаж и ввод в эксплуатацию являются частью процесса подключения к сети

Даже правильно выбранный выключатель все равно необходимо правильно установить и ввести в эксплуатацию.

В ходе работ на объекте необходимо проверить состояние оборудования, первичные соединения, цепи управления, обратную связь о состоянии и интерфейсы защиты в соответствии с требованиями проекта.

Целью ввода в эксплуатацию является не просто подтверждение того, что выключатель может отключаться и закрываться.

Более важный вопрос заключается в том, правильно ли ведет себя вся система:

Когда система защиты выдает команду на отключение, реагирует ли выключатель?

Получает ли контроллер после этого правильный статус?

Совпадают ли местные и дистанционные показания?

Соответствуют ли функции защиты и управления утвержденному проекту?

Эти проверки превращают оборудование из отдельного изделия в часть работающей системы технологического присоединения.

Опыт проекта подключения к фотоэлектрической сети DGG Power 35 кВ

Компания DGG Power поддержала фидер фотоэлектрической сети 35 кВ, связанный с подстанцией 110 кВ , предоставив новый напольный высоковольтный выключатель для наружного применения, а также поддержку при установке и вводе в эксплуатацию.

Для такого типа проекта оборудование оценивается не только по отдельным параметрам продукта.

Выключатель должен вписываться в существующую систему подстанции, соответствовать требованиям проекта по защите и управлению, а также быть правильно установлен и проверен перед эксплуатацией.

Этот тип практического опыта ценен, потому что подключение к сети возобновляемых источников энергии в конечном итоге является задачей инженерной интеграции.

Производство продукции — это только одна часть процесса доставки.

Выбор оборудования, техническое подтверждение, монтаж, пуско-наладочные работы и согласование проекта – все это способствует конечному результату.

Какую информацию следует предоставить перед запросом ценового предложения?

Если полные параметры еще не доступны, однолинейная схема, схема защиты и техническая спецификация проекта могут стать полезной отправной точкой.

Поддержка DGG Power для проектов по подключению к сетям возобновляемой энергетики

DGG Power поставляет оборудование для передачи и распределения среднего и высокого напряжения для подстанций, распределительных систем, инфраструктуры и проектов в области возобновляемых источников энергии.

В случае применения VCB на открытом воздухе компания DGG Power может оказывать поддержку клиентам, начиная с ранней технической стадии и заканчивая поставкой оборудования.

В зависимости от объема проекта это может включать выбор выключателя, координацию ТТ/СТ, конфигурацию контроллера, проверку технической документации, заводские испытания, поддержку FAT, координацию установки и ввода в эксплуатацию.

Цель состоит не в том, чтобы просто поставить выключатель с маркировкой правильного напряжения.

Целью является установление четкой связи между:

условия сети → требования к защите → конфигурация выключателя → заводская проверка → ввод в эксплуатацию на месте

Для проектов в области возобновляемых источников энергии именно эта полная взаимосвязь превращает коммутационное устройство в часть надежного решения по подключению к сети.

Часто задаваемые вопросы: Наружные автоматические выключатели для подключения к сети возобновляемых источников энергии

Заключение

Выбор вакуумного выключателя наружного применения для проекта подключения к сети возобновляемых источников энергии требует большего, чем просто выбор класса напряжения.

Выключатель должен соответствовать фактическому рабочему току, уровню короткого замыкания, требованиям к изоляции, схеме защиты, архитектуре управления и условиям на объекте.

Что еще более важно, VCB следует рассматривать как часть полной системы сетевого подключения.

Реальная операционная цепочка:

измерение → защита → работа выключателя → обратная связь → управление сетью

Для коммунальных предприятий, EPC-подрядчиков и разработчиков проектов в области возобновляемых источников энергии правильное установление этих отношений на этапе проектирования и закупок может значительно упростить последующие заводские испытания, ввод в эксплуатацию и эксплуатацию.

Если вы выбираете вакуумный автоматический выключатель для наружного применения для проекта подключения к сети фотоэлектрических, ветровых или возобновляемых источников энергии, отправьте в DGG Power напряжение вашей системы, номинальный ток, уровень короткого замыкания, схему защиты, требования к ТТ/СТ, потребности в связи и технические характеристики. Наша команда может помочь оценить подходящую конфигурацию проекта.