1. Sähköaseman suunnitteluprosessi: vaiheittainen lähestymistapa

110 kV:n sähköaseman suunnittelusta virran kytkemiseen kului 16 kuukautta, koska ryhmä jätti alkuvaiheessa väliin kuormavirtatutkimukset. Tämä yksittäinen valvonta johtui kolmesta suuresta laitemuutoksesta ja 1,2 miljoonan dollarin budjetin ylityksestä. Sähköasemasuunnittelu onnistuu vain, kun noudatetaan jäykkää vaiheittaista metodologiaa. Jokainen vaihe tuottaa tiettyjä suorituksia, jotka vahvistavat seuraavat päätökset.

Kuusivaiheinen prosessi alkaa toteutettavuudesta ja paikan valinnasta. Insinöörit keräävät kuormitusennusteita, ympäristörajoitteita ja verkkojen yhteenliittämisvaatimuksia. Tulos on alustava yksirivinen kaavio ja käsitteellinen asettelu. Vaiheen kaksi ajoa syvät järjestelmätutkimukset: oikosulkuanalyysi, kuormitusvirta ja ohimenevä vakaus. Nämä tutkimukset tuottavat oikosulkuvirtatasot, jänniteprofiilit ja katkaisijan käyttövaatimukset, jotka ohjaavat kaikkia laitteita.

Kolmannessa vaiheessa valitaan ensisijaiset laitteet – muuntajat, kytkinlaitteet, virtakiskot ja reaktorit. Jokainen spesifikaatio liittyy järjestelmän tutkimusnumeroihin. Vaihe neljä viimeistelee fyysisen layoutin, rakennustyöt ja maadoitusverkon. Vaihe viisi suunnittelee suoja-, ohjaus- ja SCADA-arkkitehtuurin. Vaihe kuusi sisältää rakentamisen, testauksen ja käyttöönoton. Jokaiseen vaiheiden väliseen kanavanvaihtoon tulee sisältyä muodollinen suunnittelun tarkistuslista.

Yleinen vikamalli on järjestelmätutkimusten suorittaminen sen jälkeen, kun laitteet on jo tilattu. Tämä pakottaa kompromisseihin suojauksen koordinoinnissa ja voi jättää muuntajat alttiiksi vioista aiheutuville vaurioille. Seuraa järjestystä. Anna numeroiden ohjata laitteiston valintoja.

2. Keskeiset järjestelmätutkimukset: oikosulku, kuormitusvirta ja suojakoordinointi

Et voi mitoittaa katkaisijaa tai asettaa releanturia tietämättä suurinta käytettävissä olevaa vikavirtaa. Järjestelmäopinnot eivät ole vapaaehtoista paperityötä. Ne ovat jokaisen teknisen eritelmän analyyttinen selkäranka. Kolme perustutkimusta ovat oikosulkuanalyysi, kuormitusvirtausanalyysi ja suojauksen koordinointi.

Oikosulkuanalyysi laskee kolmivaiheiset ja linja-maa-vikavirrat jokaisessa väylässä. Tyypillisellä 110 kV:n sähköasemalla, jossa on 2500 MVA:n ylävirtaverkko, kolmivaiheinen symmetrinen vikataso on usein 20 kA ja 40 kA välillä. Yksivaiheinen maa-vika voi ylittää 30 kA, jos nolla on tukevasti maadoitettu. Nämä luvut määrittävät katkaisijoiden keskeytysluokituksen, virtakiskojen lyhytkestoisuuden ja virtamuuntajien lämpörajat.

Kuormavirta-analyysi vahvistaa jänniteprofiilit ja laitteiden kuormituksen huippu- ja minimituotannon skenaarioissa. Insinöörit tarkistavat, että muuntajan käämikytkimet voivat ylläpitää toisiojännitettä välillä 0,95–1,05 pu. Ne tunnistavat myös ylikuormitetut linjat ja loistehovajeet. Suojelukoordinointi perustuu sitten molempiin tutkimuksiin. Time-current curves (TCC:t) avulla suunnittelijat asettavat releen aikavalitsimet ja poimintavirrat niin, että syöttöjohdon vika poistuu ennen kuin muuntajan varmistussuoja toimii. Koordinointivälit 0,2–0,3 sekuntia sarjalaitteiden välillä ovat vakiokäytäntö.

Alla olevassa taulukossa on esitetty tyypilliset oikosulkutasot yleisille sähköasemien jännitteille olettaen, että verkkopanos on vahva.

Suorita nämä tutkimukset ohjelmistoilla, kuten ETAP, DIgSILENT PowerFactory tai PSS/E. Mallina aina pahimman mahdollisen verkkokokoonpano – maksimituotanto ja kaikki käytössä olevat linjat.

3. Laitteiden valinta: muuntajat, kytkinlaitteet ja virtakiskot

Laitteiden valinnassa pääomakustannukset, käyttöiän käyttö ja toimipaikan rajoitukset kohtaavat. Jos ymmärrät sen väärin, maksat siitä kahdesti – kerran ostotilauksessa ja kerran ylläpitobudjetissa. Kolme suurinta päätöstä ovat muuntajatyyppi, kytkinlaitteiden eristysaine ja virtakiskokokoonpano.

3.1 Muuntajatyyppi: Öljyupotettu vs. kuivatyyppi

Öljyupotetut muuntajat hallitsevat yli 35 kV:n sähköasemia ylivoimaisen jäähdytyksen ja korkeampien BIL-arvojen ansiosta. Tyypillinen 110 kV / 20 kV, 50 MVA yksikkö käyttää mineraaliöljyä pakkoöljyllä ja pakotetulla ilmajäähdytyksellä. Tällaisen yksikön täyskuormitushäviöt vaihtelevat 150 kW - 200 kW. Öljyllä upotetut muuntajat tarjoavat alhaisemman ensimmäisen MVA-hinnan ja paremman ylikuormituskyvyn, mutta ne vaativat palontorjuntajärjestelmiä ja öljyneristyskaivoja, kun ne asennetaan sisätiloihin tai rakennusten lähelle.

Öljyupotettujen muuntajien valmistajat, OEM/ODM-tehdas

Jiangsu Dingxin Electric on Kiinan mukautettu öljyupomuuntajavalmistaja ja OEM/ODM öljyupotettu muuntajatehdas, mukautettu öljyupotettu muuntaja verkossa.

Näytä tuote →

Erityisesti kuivamuuntajat epoksi-hartsi valukela mallit , loistaa kaupunkien sähköasemissa, maanalaisissa holveissa ja paikoissa, joissa on tiukat palomääräykset. 35 kV / 0,4 kV, 2,5 MVA valuhartsiyksikkö ohjaa lämpöä luonnollisen ilman konvektion kautta eliminoiden öljypumput ja patterit. Rangaistus on korkeampi alkukustannus – noin 20–30 % enemmän kuin vastaava öljytäytteinen yksikkö – ja suurempi jalanjälki samalle kVA:lle. Alla olevassa taulukossa verrataan kahta teknologiaa kuuden päätöksentekotekijän välillä.

Dry Type Transformer Manufacturers, Dry Type Transformer Factory

Jiangsu Dingxin Electric on Kiinan mukautetun kuivatyypin muuntajavalmistaja ja OEM / ODM kuivatyyppisten muuntajien tehdas, mukautettu kuivatyyppinen muuntaja verkossa.

Näytä tuote →

3.2 Kojeistot: AIS vs. GIS

Ilmaeristetyt kytkinlaitteet (AIS) käyttävät ilmakehän ilmaa eristävänä väliaineena. Se on oletusvalinta 35–220 kV ulkosähköasemille, joissa on runsaasti tilaa. Yksi 110 kV:n AIS-paikka on kooltaan noin 8 m × 12 m. Kaasueristetyt kytkinlaitteet (GIS) sitä vastoin sulkevat kaikki jännitteiset osat suljettuihin putkiin, jotka on täytetty SF6:lla. Sama 110 kV kenttä kutistuu noin 2 m × 6 metriin. GIS on pakollinen kaupunkien sisäasemille ja rannikkoalueille, joissa suolasaaste heikentäisi AIS-eristeitä kahden vuoden kuluessa.

GIS maksaa 2–3 kertaa enemmän kuin AIS samoilla luokituksilla. Mutta kun maan kustannukset ylittävät 500 dollaria neliömetriltä, ​​pienempi jalanjälki kääntää usein asennuskustannukset GIS:n eduksi. GIS:n ylläpito on alhaisempi ensiökontakteissa, vaikka kaasun valvonta ja vuotojen havaitseminen lisäävät erityistä kustannustasoa.

3.3 Virtakiskon konfigurointi

Yhden linja-auton järjestelyt ovat halvimpia, mutta vaativat täyden asemakatkon huoltoa varten. Kaksiväylä- tai puolikatkaisijajärjestelmät tarjoavat toiminnallista joustavuutta. 220 kV:n sähköasemalla, jossa on kuusi syöttöjohtoa, puolentoista katkaisijan konfiguraatio lisää noin 30 % kojeiston pääomakustannuksia, mutta eliminoi täydelliset asemakatkot katkaisijahuollon aikana. Valitse väyläkaavio apuohjelman N-1 luotettavuuskriteerin perusteella.

4. Sähköaseman suunnittelu ja maadoitussuunnittelu

Fyysinen layout ja maadoitus ovat erottamattomia. Laitteiden sijoitus määrittää vikavirran polun pituuden, joka vaikuttaa suoraan askel- ja kosketusjännitteisiin. Hyvin suunniteltu layout yksinkertaistaa myös kaapelikaivoja, vähentää maanrakennustöitä ja nopeuttaa rakentamista.

Aloita yksirivisellä kaaviolla ja määritä fyysiset paikat. Sijoita muuntajapaikka kojeistorakennuksen viereen minimoidaksesi väyläkanavan pituuden. Ulkoilmaeristetyissä asemissa on säilytettävä IEC 61936-1:n mukaiset vaiheiden ja vaiheiden väliset vähimmäisvarat. 110 kV jännitteellä vaiheiden välinen vakiovälys on 1 300 mm ja vaiheen välinen etäisyys on 1 100 mm. 220 kV:lla nämä luvut nousevat 2100 mm:iin ja 1800 mm:iin.

Maadoitussuunnittelun tavoitteena on enintään 1 ohmin maadoitusvastus suurilla sähköasemilla ja 5 ohm pienillä jakeluasemilla. Ristikko koostuu tyypillisesti paljaista kuparijohtimista, jotka on upotettu 0,5–0,7 m syvyyteen ja muodostavat verkon 4–6 metrin välein. Jos maaperän ominaisvastus ylittää 500 ohm-m, sinun on käytettävä pystysuoraa maadoitussauvaa tai kemiallista käsittelyä. Laske kosketus- ja askeljännitteet pahimmassa mahdollisessa verkkovirrassa. Sallittu kosketusjännite 0,5 sekunnin raivausajalle murskatulla kalliopinnoitteella on noin 660 V. Jos laskettu kosketusjännite ylittää tämän, kiristä ristikkoväliä tai lisää pintaeristystä.

Ukkossuojauksessa käytetään vierivän pallon menetelmää. Suojaustason II sähköaseman pallon säde on 30 m. Sijoita suojajohtimet tai salaman mastot siten, että kaikki jännitteiset laitteet ovat suojavyöhykkeen sisällä. 20 m korkea masto tarjoaa noin 24 m sivusuojaetäisyyden 12 m varustekorkeudella.

5. Suojaus- ja ohjausjärjestelmät: Releistä SCADA:hin

Suojauksen tulee olla nopeaa, valikoivaa ja luotettavaa. Yli 10 MVA:n tehomuuntajan ensisijainen suojaus on yleensä virtaerorele, jossa on harmoninen rajoitus. Tämä rele havaitsee sisäiset viat vertaamalla kuhunkin käämiin saapuvia ja lähteviä virtoja. 110/20 kV, 50 MVA muuntajalle tyypillinen differentiaalihaku on asetettu arvoon 0,2–0,3 yksikköä kohden, kaltevuus 30–40 %, jotta vältetään laukaisu CT-kyllästykseen ulkoisten vikojen aikana.

Varasuojaus sisältää aika-ylivirtaelementit korkea- ja pienjännitepuolella. Vaiheen ylivirranotto on asetettu 125–150 %:iin muuntajan täyden kuormituksen virrasta; herkästi maadoitetuissa järjestelmissä maadoitusylivirranotto asetetaan usein 20–30 %:iin täyden kuorman virrasta. Katkaisijavikasuoja laukaisee kaikki vierekkäiset katkaisijat, jos ensisijainen katkaisija ei poista vikaa 150–200 ms:n kuluessa.

Ohjausjärjestelmän arkkitehtuuri noudattaa nyt yleisesti IEC 61850 -standardia sähköasemien automaatiossa. Digitaaliset releet, yhdistävät yksiköt ja kenttäohjaimet kommunikoivat asemaväylän kautta käyttämällä GOOSE-viestejä lukitukseen ja MMS-viestejä SCADA-liitäntöihin. IEC 61850 vähentää kuparijohdotusta 60–80 % langallisiin järjestelmiin verrattuna. Kun apuohjelma käyttää vanhaa SCADA-liitäntää, protokollayhdyskäytävä muuntaa DNP3:n tai Modbusin asemaväyläksi. Määritä aina, että suojareleen asetukset on tallennettava haihtumattomassa muodossa ja että kaikki tapahtumatietueet on aikasynkronoitu SNTP- tai IRIG-B-pääkellon kautta.

6. Uusiutuvan energian sähköasemien erityisnäkökohdat

Aurinkovoimalaitoksen sähköasema ei ole sähkön kytkentäaseman pienennetty versio. Sen on kestettävä korkea harmoninen sisältö, kaksisuuntainen tehovirta ja tahattoman saarekemuodostuksen riski. Jätä nämä tekijät huomioimatta ja kohtaat releen toimintahäiriöitä ja invertterin laukeamisen.

Invertterien aiheuttama harmoninen särö keskittyy tyypillisesti matalan asteen taajuuksille – 5., 7., 11. ja 13.. Harmonisen kokonaissärön (THD) yhteenliittämiskohdassa tulisi pysyä alle 5 %:ssa IEEE 519 -standardia kohti. Kun THD ylittää tämän rajan, suunnittelijat lisäävät passiivisia viritettyjä suodattimia tai aktiivisia harmonisia suodattimia. Passiivinen suodatin, joka on viritetty 5. harmoniseen laatukertoimella 20, voi vähentää tätä harmonista virtaa 80 %. Aktiivisuotimet, vaikka ne ovat kalliimpia, mukautuvat muuttuviin invertterin toimintapisteisiin.

Islanding-ilmaisu vaatii yhdistelmän passiivisia menetelmiä (ali-/ylijännite, ali-/ylitaajuus) ja aktiivisia menetelmiä (taajuussiirtymä, loistehon viennin vaihtelu). Iskunestoreleen on katkaistava laitos 2 sekunnin sisällä verkon katkeamisesta. Myös muuntajan valinta vaatii huomiota. Erityisen invertterikäyttöisen muuntajan on kestettävä yliaaltovirtojen aiheuttama ylimääräinen käämijännitys. Vaiheensiirtomuuntajat voidaan käyttää luomaan monipulssisia tasasuuntaajakonfiguraatioita, jotka peruuttavat tietyt harmoniset tilaukset ennen kuin ne saapuvat verkkoon, mikä vähentää suodattimen kustannuksia ja jalanjälkeä.

Vaiheenvaihtotasasuuntaajan muuntajavalmistajat, OEM/ODM-tehdas

Jiangsu Dingxin Electric on Kiinan mukautettu vaiheenvaihtava tasasuuntaajamuuntaja ja OEM/ODM-vaiheenvaihtotasasuuntaajamuuntajatehdas, mukautettu vaiheenvaihtava tasasuuntaajamuuntaja verkossa

Näytä tuote →

Tuulivoimaloissa sähköaseman suunnittelua ohjaavat jännitteen välkyntä ja LVRT-ominaisuus. Muuntajan impedanssi on tyypillisesti välillä 8 % ja 12 % jännitteen laskun rajoittamiseksi turbiinin käynnistyksen aikana. Varmista, että tuuliturbiinien LVRT-käyrä vastaa verkkokoodin vaatimuksia – kytkettynä pysyminen nollajännitteellä 150 ms:n ajan on yleinen tehtävä.

7. Kansainväliset standardit: IEC vs. IEEE/ANSI – Mitä sinun tulee tietää

IEC 60076 -standardin mukaan rakennettu muuntaja ei välttämättä täytä IEEE C57.12.00 -vaatimuksia ilman suunnittelun muutoksia. Erot näkyvät lämpötilan nousurajoissa, eristystasoissa ja melutestausolosuhteissa. Vientiprojektit, jotka eivät sovi yhteen standardien määrittelyvaiheessa, joutuvat väistämättä kalliiksi uusiksi.

Alla olevassa taulukossa on kolme kriittistä poikkeamakohtaa.

Kojeistoille IEC 62271-1 määrittelee nimellisjännitteen ja -virran eri tavalla kuin IEEE C37. Varusteita määritettäessä on mainittava selkeästi sovellettava standardi ja vaadittava vaatimustenmukaisuustodistus. Valmistajat, jotka pystyvät toimittamaan kaksoissertifioituja tuotteita, poistavat kohdistusriskit. A Eurooppalaistyylinen alustaasennettu muuntaja Esimerkiksi, voidaan suunnitella täyttämään sekä IEC- että IEEE-eristyskoordinaatiovaatimukset pienillä muutoksilla läpiviennin ryömintäetäisyyteen.

2000KVA 11KV Euroopan sähköaseman tehomuuntajien valmistajat, tehdas - Jiangsu Dingxin Electric Co., Ltd.

Jiangsu Dingxin Electric on Kiinan OEM 2000KVA 11KV Euroopan sähköaseman tehomuuntajien valmistajat ja tehdas, Euroopan sähköaseman tehomuuntajien tukkumyynti, Euroopan sähköaseman tehomuuntaja

Näytä tuote →

8. Kustannusarvio ja projektin aikajana

Budjettirealismi erottaa hyväksytyt hankkeet hyllytetyistä ehdotuksista. 110 kV:n vihreän kentän AIS-ulkoasema, jossa on kaksi 50 MVA muuntajaa ja kuusi syöttöpaikkaa, maksaa tyypillisesti 4–7 miljoonaa dollaria laitteista ja rakentamisesta. Pelkästään muuntajapaketti kuluttaa siitä 30–35 %. Kojeistot muodostavat 20–25 %, kun taas rakennustyöt ja perustukset lisäävät 15–20 %. Jäljelle jäävä määrä kattaa suojauksen, ohjauksen, SCADA:n ja käyttöönoton.

Aikajanat noudattavat ennustettavaa kaavaa. 110 kV aseman suunnittelu- ja hankintavaihe kestää 5–7 kuukautta. Maa- ja vesirakentaminen ja laitteiden asennus kestää 6–8 kuukautta. Käyttöönotto ja verkkosynkronointi kestää vielä 2–3 kuukautta. Koko ohjelma, allekirjoitetusta sopimuksesta kaupalliseen käyttöön, kestää 12–18 kuukautta. 220 kV GIS-asema, jossa on enemmän paikkoja ja korkeampi jännitearvo, lisää noin 4–6 kuukautta sekä suunnittelu- että asennusvaiheessa.

Kustannusylitykset johtuvat useimmiten kolmesta lähteestä: verkon yhteenliittämisvaatimusten myöhäisistä muutoksista, syvää paalutusta vaativista ennakoimattomista maaolosuhteista ja spesifikaatioiden yhteensopimattomuudesta johtuvista laajennetuista tehdashyväksyntätestauksen (FAT) aikatauluista. Varaa laitebudjetista 10–15 %:n varallisuus ja korjaa yhteenliittämissopimuksen ehdot ennen suurten ostotilausten antamista.