Зовнішні вакуумні вимикачі для підключення до мережі відновлюваних джерел енергії

Проекти відновлюваних джерел енергії, такі як фотоелектричні та вітряні електростанції, зрештою потребують підключення виробленої електроенергії до ширшої енергетичної системи.

На цьому етапі проект більше не стосується лише сонячних модулів, інверторів чи вітрових турбін. Система підключення до мережі також повинна обслуговувати комутацію, захист, ізоляцію, вимірювання, контроль і переривання збоїв.

Зовнішні вакуумні вимикачі можуть відігравати важливу роль у цій частині системи.

У фідері середньої напруги для з’єднання з мережею VCB може знадобитися для передачі нормального робочого струму, виконання команд перемикання та переривання струму замикання, коли система захисту визначає, що ланцюг має бути відключено.

Однак не існує єдиної конфігурації «сонячного вимикача», яку можна було б скопіювати з одного проекту з відновлюваної енергетики до іншого.

Навіть два проекти, обидва описані як підключення до фотоелектричної мережі 35 кВ, можуть вимагати різних вимикачів, оскільки їхні номінальний струм, рівень несправності, механізм захисту, середовище встановлення та вимоги до керування відрізняються.

Ось чому вибір VCB слід починати з проекту енергосистеми, а не з етикетки проекту.

Яку роль відіграє зовнішній VCB у підключенні до мережі відновлюваних джерел енергії?

Завод з відновлюваних джерел енергії зазвичай підключається до мережі через послідовність колекторних ланцюгів, трансформаторів, комутаційного обладнання та підстанцій.

Залежно від архітектури проекту, зовнішній VCB може бути встановлений на фідері, у відсіку підстанції або в іншій точці перемикання між системою генерації та комунальною мережею.

Його роль в першу чергу електрична.

Під час нормальної роботи вимикач пропускає струм ланцюга та реагує на заплановані команди перемикання. Коли система захисту виявляє стан, що вимагає відключення, вимикач отримує команду на відключення та перериває струм.

Це означає, що VCB не слід розглядати як ізольований продукт.

Його справжня продуктивність залежить від того, як він координується з реле захисту або інтелектуальним контролером, трансформаторами струму та трансформаторами струму або іншими сенсорними пристроями, допоміжним джерелом живлення, схемами керування та мережею вище та нижче за течією.

У проекті підключення до мережі ця повна координація важливіша, ніж просто придбання вимикача з правильною напругою, зазначеною на паспортній табличці.

Чому проект 35 кВ не можна вибрати лише за напругою

Припустімо, що два фотоелектричні проекти підключені до системи 35 кВ.

Було б легко припустити, що вони повинні використовувати той самий зовнішній вакуумний вимикач.

Але це не обов’язково правильно.

Один проект може мати вищу потужність установки і, отже, вимагати іншого номінального струму. Інший може бути розташований на підстанції, де очікуваний струм короткого замикання вищий. Третій проект може потребувати дистанційного керування та зв’язку з диспетчерською системою або системою автоматизації підстанції.

Умови навколишнього середовища також можуть змінити кінцеву конфігурацію.

Проект 35 кВ у звичайній місцевості на низькій висоті відрізняється від установки 35 кВ, розташованої на плато, у сильно забрудненому промисловому середовищі або в регіоні з дуже низькими зимовими температурами.

Отже, «35 кВ» вказує нам лише клас напруги системи.

Це не говорить нам усе, що потрібно для вибору вимикача.

Повний вибір все ще повинен враховувати:

напруга системи → номінальний струм → режим короткого замикання → рівень ізоляції → схема захисту → керування та зв'язок → середовище встановлення

Така послідовність дає набагато надійнішу основу для вибору обладнання.

Номінальний струм має відповідати фактичному потоку потужності

Проекти з відновлюваних джерел енергії можуть значно відрізнятися за встановленою потужністю та розташуванням фідерів.

З цієї причини номінальний струм вимикача слід вибирати відповідно до фактичного струму, який, як очікується, пропускатиме фідер або відсік, разом із проектним запасом і відповідними технічними вимогами.

Недоцільно вибирати найбільший доступний номінал струму просто тому, що більше число здається безпечнішим.

Молоток значного розміру може збільшити вартість і змінити конфігурацію обладнання, не забезпечуючи суттєвої цінності для проекту.

Кращий підхід полягає в тому, щоб почати з електричного проекту проекту та підтвердити очікуваний робочий струм перед вибором номінального струму.

Для EPC та комунальних проектів однолінійна діаграма зазвичай є одним із найкорисніших документів для цього обговорення.

Вимикаюча здатність при короткому замиканні є окремою вимогою

Номінальний струм і струм відключення короткого замикання описують два дуже різні умови роботи.

Номінальний струм відноситься до постійного струму, який пропускає вимикач під час нормальної роботи.

Струм вимикання при короткому замиканні відноситься до струму ушкодження, який може знадобитися вимикати вимикач.

Пристрій подачі відновлюваної енергії може працювати з відносно помірним нормальним струмом, але все ще бути підключеним до мережі з набагато вищим доступним струмом пошкодження.

Тому вимикач необхідно вибирати відповідно до рівня короткого замикання, розрахованого для фактичної точки встановлення.

Це особливо важливо, коли проект з відновлюваних джерел енергії підключено до існуючої підстанції.

Сторона мережі може суттєво впливати на доступний рівень несправності, тому вимикач не слід вибирати лише відповідно до генеруючої потужності сонячної або вітрової електростанції.

Координація захисту визначає, коли має працювати VCB

Автоматичний вимикач не вирішує самостійно, коли спрацювати.

Зазвичай це рішення надходить від системи захисту.

CT, PT або інші чутливі пристрої подають електричні сигнали. Реле захисту або інтелектуальний контролер оцінює ці сигнали відповідно до налаштованих параметрів. Якщо критерії захисту задовольняються, на вимикач надсилається команда на відключення.

Потім розривник виконує фізичне переривання.

Це створює повний операційний ланцюжок:

вимірювання → судження про захист → команда на відключення → робота VCB → зворотний зв'язок щодо стану

Якщо будь-яка частина цього ланцюга налаштована неправильно, система підключення до мережі може не працювати належним чином, навіть якщо сам вимикач механічно справний.

Ось чому вибір VCB для проектів у сфері відновлюваної енергетики слід обговорювати разом із вимогами захисту, а не розглядати як самостійне рішення про купівлю.

Конфігурація CT і PT має відповідати проекту

Вимоги до вимірювання та захисту залежать від проекту відновлюваної енергетики.

Деякі проекти отримують сигнали струму та напруги від окремих вимірювальних трансформаторів, встановлених на підстанції. Інші можуть використовувати інтегровані конфігурації датчиків залежно від конструкції обладнання.

Ключове питання полягає не в тому, чи має вимикач 'більше датчиків'.

Важливим питанням є те, чи забезпечує система датчиків сигнали, необхідні схемою захисту, вимірювання та контролю проекту.

Наприклад, для проекту може знадобитися поточна інформація для захисту від перевантаження по струму, інформація про напругу для моніторингу або логіки захисту та додаткові сигнали для дистанційного спостереження.

Ці вимоги мають бути підтверджені до завершення конфігурації вимикача та контролера.

Дистанційне керування та зв’язок стають дедалі важливішими

Багато станцій з відновлюваних джерел енергії розташовані далеко від великих міст або працюють з обмеженим персоналом на місці.

Як результат, віддалений моніторинг і керування часто є важливими частинами загального дизайну проекту.

За потреби інтелектуальний зовнішній VCB може бути налаштований для роботи з системою керування проектом і надання інформації про стан, сигналів тривоги та робочих команд через визначену архітектуру зв’язку.

Але спілкування ніколи не слід розглядати як загальну ознаку.

Протокол, точки даних, повноваження дистанційного керування, відповідальність інтерфейсу та вимоги до кібербезпеки мають бути уточнені на етапі розробки проекту.

Вимикач, описаний як «розумний», не є автоматично сумісним з усіма SCADA або системами автоматизації.

Тому для міжнародних проектів EPC вимоги до зв’язку повинні бути включені в технічну специфікацію перед виробництвом.

Автоматичне повторне вмикання не завжди є правильним за умовчанням

Автоматичне повторне вмикання широко використовується в повітряних розподільних мережах, оскільки багато несправностей можуть бути тимчасовими.

Однак проекти підключення до мережі відновлюваних джерел енергії можуть мати різні принципи функціонування залежно від типу фідера, системи генерації, стратегії захисту та вимог до комунального підприємства.

Тому автоматичне повторне вмикання не слід просто вмикати, оскільки контролер підтримує його.

Проект повинен спочатку визначити, чи дозволено повторне замикання, за яких умов воно може працювати та як воно координується з системою генерації та захистом комунального підприємства.

Для деяких проектів може знадобитися інша логіка керування після спрацювання вимикача.

Це ще один приклад того, чому остаточний набір функцій має залежати від проекту, а не від максимальної кількості доступних функцій контролера.

Зовнішнє середовище все ще має значення

Проекти з відновлюваної енергетики часто будуються там, де енергетичні ресурси є найпотужнішими, а не там, де навколишнє середовище найлегше для електричного обладнання.

Сонячні електростанції можуть бути розташовані в сухих, запилених або високогірних районах. Вітрові проекти можуть піддаватися впливу сильного вітру, низьких температур або прибережних умов.

Тому зовнішній VCB необхідно оцінити відповідно до фактичних умов на місці.

Рівень ізоляції, вимоги до шляху витоку, мінімальна та максимальна температура, висота над рівнем моря, ризик забруднення та конденсації можуть впливати на кінцеву конфігурацію продукту.

Це також безпосередньо пов’язано з вибором VCB для високогір’я та холодного клімату.

Проект може одночасно стосуватися як використання відновлюваних джерел енергії, так і застосування спеціального середовища.

Встановлення та введення в експлуатацію є частиною процесу підключення до мережі

Навіть правильно обраний вимикач все одно потрібно правильно встановити та ввести в експлуатацію.

Під час роботи на майданчику необхідно перевірити стан обладнання, первинні з’єднання, схеми керування, зворотний зв’язок стану та інтерфейси захисту відповідно до вимог проекту.

Метою введення в експлуатацію є не просто підтвердження того, що вимикач може розмикатися та замикатися.

Більш важливим питанням є те, чи правильно поводиться вся система:

Коли система захисту видає команду на відключення, чи реагує вимикач?

Чи отримує контролер правильний статус після цього?

Чи узгоджуються місцеві та дистанційні показання?

Чи відповідають функції захисту та контролю затвердженому проекту?

Ці перевірки перетворюють обладнання з окремого продукту на частину працюючої системи підключення до мережі.

DGG Power 35 кВ Фотоелектричний досвід проекту підключення до мережі

DGG Power підтримала фотоелектричну мережу живлення 35 кВ, пов’язану з підстанцією 110 кВ , забезпечивши новий підлоговий зовнішній високовольтний вимикач разом із підтримкою з монтажу та введення в експлуатацію.

Для цього типу проектів обладнання не оцінюється лише за його індивідуальними параметрами продукту.

Вимикач повинен відповідати існуючій системі підстанції, узгоджуватися з вимогами проекту щодо захисту та контролю, а також бути правильно встановленим і перевіреним перед експлуатацією.

Цей тип польового досвіду є цінним, оскільки підключення до мережі відновлюваних джерел енергії в кінцевому підсумку є інженерно-інтеграційним завданням.

Виробництво продукту є лише частиною процесу доставки.

Вибір обладнання, технічне підтвердження, монтаж, введення в експлуатацію та узгодження проекту – все це сприяє кінцевому результату.

Яку інформацію потрібно надати, перш ніж запитувати пропозицію?

Якщо повні параметри ще недоступні, корисною відправною точкою можуть стати однолінійна схема, схема захисту та технічна специфікація проекту.

DGG Power Support для проектів підключення до мережі відновлюваних джерел енергії

DGG Power надає обладнання для передачі та розподілу середньої та високої напруги для підстанцій, систем розподілу, інфраструктури та проектів у сфері відновлюваної енергії.

Для зовнішніх застосувань VCB DGG Power може підтримувати клієнтів від ранньої технічної стадії до доставки обладнання.

Залежно від обсягу проекту це може включати вибір вимикача, координацію CT/PT, конфігурацію контролера, перевірку технічної документації, заводські випробування, підтримку FAT, установку та координацію введення в експлуатацію.

Метою є не просто забезпечити вимикач, позначений правильною напругою.

Це встановлення чіткого зв’язку між:

умови мережі → вимоги до захисту → конфігурація вимикача → заводська перевірка → введення в експлуатацію

Для проектів з відновлюваної енергетики цей повний взаємозв’язок перетворює комутаційний пристрій на частину надійного рішення для підключення до мережі.

Поширені запитання: зовнішні VCB для підключення до мережі відновлюваних джерел енергії

Висновок

Вибір зовнішнього вакуумного вимикача для проекту підключення до мережі відновлюваних джерел енергії вимагає не лише вибору класу напруги.

Вимикач повинен відповідати фактичному робочому струму, рівню короткого замикання, вимогам до ізоляції, схемі захисту, архітектурі керування та середовищу на місці.

Що ще важливіше, VCB слід розглядати як частину повної системи підключення до мережі.

Справжній операційний ланцюг такий:

вимірювання → захист → робота вимикача → зворотний зв'язок → керування мережею

Для комунальних підприємств, EPC-підрядників і розробників проектів у сфері відновлюваної енергетики встановлення правильного зв’язку на етапі проектування та закупівлі може значно спростити подальші заводські випробування, введення в експлуатацію та експлуатацію.

Якщо ви обираєте зовнішній вакуумний вимикач для фотоелектричних, вітрових чи відновлюваних джерел енергії, надішліть DGG Power напругу системи, номінальний струм, рівень короткого замикання, схему захисту, вимоги до CT/PT, комунікаційні потреби та технічні характеристики. Наша команда може допомогти оцінити відповідну конфігурацію проекту.