نحوه طراحی پست هوشمند 110 کیلوولت

با توسعه پست های هوشمند, عملکرد و مزایای پایانه های هوشمند و تجهیزات واحد ادغام به طور گسترده تایید شده است, اما برخی از مشکلات نیز آشکار شده است, مانند: پیکربندی غیر منطقی واحدهای ادغام شده، قابلیت اطمینان عملیات تجهیزات حفاظتی را کاهش می دهد, تاخیر نمونه برداری زمان عمل کل گروه حفاظتی را افزایش می دهد, و غیره. یک طرح فنی از “نمونه برداری مرسوم + گوسفند” برای وسایل حفاظتی در 220 پست های هوشمند کیلوولت و بالاتر پیشنهاد شده است, که همچنین دارای اهمیت مرجع برای ساخت 110 پست های هوشمند کیلوولت.

1 نمای کلی طراحی

در طراحی کلی نقشه های ساختمانی مدولار برای پست های هوشمند State Grid, 110 پست های کیلوولت اغلب به عنوان ایستگاه های بار ترمینال استفاده می شوند, با مقیاس ترانسفورماتور اصلی از 2 واحدها و یک طرح معمولی از تک اتوبوس تقسیم شده (اتوبوس تک سه بخش) یا پل داخلی (پل داخلی گسترش یافته) برای سیم کشی اصلی. این مقاله طرح 110-A3-3 گسترش شکل اتصال اصلی پل داخلی را به عنوان مثال برای تجزیه و تحلیل پیکربندی واحد ادغام باسبار می گیرد..

1.1 طرح پیکربندی واحد ادغام عمومی

در طرح کلی طراحی, نمونه برداری ولتاژ و جریان از روش استفاده می کند “ترانسفورماتور معمولی + واحد ادغام”. هر بازه PT شین دارای یک ترمینال هوشمند و یک واحد ادغام است; دو دستگاه ترمینال هوشمند یکپارچه برای ادغام واحدها در فواصل بین خطوط و پل های داخلی نصب می شوند.; یک دستگاه یکپارچه هوشمند در فواصل زمانی در سمت ولتاژ بالا ترانسفورماتور اصلی نصب می شود.; کابینت هوشمند ترانسفورماتور اصلی مجهز به یک ترمینال هوشمند و دو واحد ادغام. در سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور اصلی, هر تابلو برق ورودی اصلی مجهز به دو دستگاه هوشمند یکپارچه است. تجهیزات ولتاژ پایین در بهینه سازی طرح تغییری نکرده است, بنابراین هیچ آماری ارائه نخواهد شد.

1.2 رابطه منطقی نمونه برداری ولتاژ

طبق دستورالعمل فنی پست های هوشمند, خط, پل داخلی, دستگاه محافظ ترانسفورماتور اصلی, SV, و اطلاعات GOOSE از اصل پیروی می کنند “اکتساب مستقیم و پرش مستقیم”, و از طریق کابل های نوری نقطه به نقطه منتقل می شوند. با توجه به پیکربندی مقیاس نهایی طرح کلی طراحی, رابطه منطقی نمونه برداری ولتاژ تجهیزات حفاظتی در شکل نشان داده شده است 1.

خط جامد نشان دهنده سیم کشی کابل است, در حالی که خط نقطه چین نشان دهنده سیم کشی کابل نوری یا کابل دم است. نمونه ولتاژ واحد ادغام بازه جانبی ولتاژ بالا خط و ترانسفورماتور اصلی از طریق 9-2 آبشار پروتکل از واحد ادغام باسبار, و می تواند به حفاظت خط مربوطه ارسال شود, کنتور برق, اضافه بار ترانسفورماتور اصلی و سایر وسایل برای استفاده. نمونه برداری ولتاژ حفاظت ترانسفورماتور اصلی, سوئیچینگ خودکار پشتیبان, و دستگاه های کاهش بار چرخه پایین مستقیماً از واحد ادغام شینه نقطه به نقطه منتقل می شود..

تحلیل مسئله

در پست های هوشمند, اگرچه قابلیت اطمینان روش پیکربندی از “ترانسفورماتور معمولی + واحد ادغام” نسبت به اوایل بسیار بهبود یافته است “ترانسفورماتور الکترونیکی + واحد ادغام” حالت, قابلیت اطمینان کلی حفاظت و سیستم اندازه گیری به دلیل افزایش ماژول های نرم افزاری و سخت افزاری واحد ادغام در مقایسه با دستگاه های حفاظت سنتی کاهش یافته است, و افزایش خطر خطا. علاوه بر این, محیط عملیاتی ضعیف چیدمان در محل منجر به کاهش قابلیت اطمینان کلی سیستم حفاظت و اندازه گیری شده است.. در طرح کلی طراحی پست هوشمند شبکه دولتی, را 110 پست kV فقط مجهز به 2 مجموعه ای از واحدهای ادغام شینه با توجه به مقیاس نهایی, و هر مجموعه ای از دستگاه ها می توانند به طور همزمان به آن متصل شوند 3 مجموعه ای از ولتاژ شینه. در این طرح سیم کشی, هنگامی که یک مجموعه از واحدهای ادغام شکست می خورد, باعث زنگ خطر می شود 1/2 دستگاه حفاظت ترانسفورماتور اصلی در ایستگاه, و همچنین هشدار یا قفل سوئیچینگ خودکار پشتیبان, اندازه گیری و کنترل, اندازه گیری و سایر دستگاه ها, با طیف گسترده ای از تاثیر. در نظر گرفتن خطر خطا در واحدهای ادغام شین, ایالت گرید شرکت چین منتشر کرد “مشخصات طراحی استاندارد برای واحدهای ادغام ورودی آنالوگ و پایانه های هوشمند در پست های هوشمند” در 2016, پیشنهاد طرحی برای پیکربندی یک واحد ادغام در هر بخش شینه برای اتصال شینه واحد سه بخش در 110 پست های کیلوولت, همانطور که در شکل نشان داده شده است 1. هنوز چند موضوع در این طرح وجود دارد: (1) زمانی که دو ترانسفورماتور اصلی در فاز اول ساخته شده و در فاز نهایی گسترش می یابد, واحدهای ادغام شده هر پیکربندی شینه به طور همزمان به سه مجموعه ولتاژ شینه متصل می شوند., که به تجهیزات شینه مربوطه برای خاموش شدن نیاز دارد, افزایش خطرات ساخت و ساز و مشکلات فنی. (2) شکست یک واحد ادغام شینه حداقل باعث می شود 2 مجموعه ای از دستگاه های محافظ ترانسفورماتور اصلی برای زنگ هشدار, و همچنین سایر بخش های اندازه گیری و کنترل حفاظت, دستگاه های اتوماتیک, کنتور برق و سایر تجهیزات برای زنگ هشدار یا قفل کردن, و دامنه ضربه هنوز نسبتاً بزرگ است. (3) ولتاژ نمونه برداری از واحد ادغام شینه تا دستگاه حفاظت ترانسفورماتور اصلی و ولتاژ آبشاری به واحدهای ادغام بازه ای دیگر به تعداد زیادی کابل نوری نیاز دارد. (کابل های دم) متصل شود.

طرح بهینه سازی

با توجه به مقیاس نهایی کل ایستگاه, یک دستگاه موازی ولتاژ معمولی در آن نصب خواهد شد 110 ترانسفورماتور ولتاژ باس kV I و III کابینت های کنترل PT برای دستیابی به عملکرد موازی ولتاژ بین شینه های مجاور. دو واحد ادغام باس برای جمع آوری ولتاژ سه بخش اتوبوس در کابینه کنترل باس II PT نصب خواهد شد.. دو دستگاه هوشمند یکپارچه روی خط نصب شده است, پل داخلی, و فاصله سمت ولتاژ بالا ترانسفورماتور اصلی. پیکربندی واحد ادغام کابینه هوشمند بدنه ترانسفورماتور اصلی لغو شد, و نقطه خنثی توالی صفر و جریان شکاف از طریق کابل به واحد ادغام بازه جانبی ولتاژ بالا ترانسفورماتور اصلی متصل می شود.. رابطه منطقی نمونه برداری ولتاژ برای تجهیزات سطح فرآیند به طور مناسب ساده شده است.

ولتاژ باس از طریق کابل به خط و سمت فشار قوی ترانسفورماتور اصلی متصل می شود., و مدار آبشاری از واحد ادغام اتوبوس لغو می شود. The main transformer protection voltage sampling is directly collected from the high-voltage side of the main transformer point to point. The sampling of public equipment such as backup automatic switching and low cycle load shedding can be directly collected from the merging unit of the II bus PT control cabinet. To reduce the impact range of faults in the merging unit, two bus merging units are set up, and the fiber optic interface is reasonably allocated to other public equipment for use.

Compared with the general design scheme, the advantages of this scheme are: (1) enhanced reliability of the interval layer protection measurement and control system. The bus voltage is connected to the line and the main transformer interval merging unit through cables, که قابلیت اطمینان مدار را افزایش می دهد و می تواند از اثرات نامطلوب نمونه برداری و تبدیل ناشی از واحد ادغام باس جلوگیری کند., و همچنین خرابی دستگاه بر روی دستگاه حفاظت و اندازه گیری این بازه. هنگامی که یک واحد ادغام شده در بازه زمانی از کار می افتد, این فقط برای مجموعه واحد اندازه گیری و کنترل حفاظت ترانسفورماتور اصلی زنگ هشدار ایجاد می کند, و دامنه تاثیر خطا به نصف کاهش می یابد. (2) سیم کشی کابل نوری واحد ادغام شینه را ساده کنید. در مقایسه با شکل 1, شکل 2 نشان می دهد که پیکربندی دستگاه های حفاظتی و خودکار بدون تغییر باقی می ماند. تعداد تجهیزات لایه فرآیند (از جمله 2 دستگاه های موازی معمولی) کاهش می یابد 2, و تعداد پورت های نوری واحد ادغام اتوبوس اشغال شده از کاهش می یابد 22 به 7. (3) ساخت و ساز راحت است و محدوده قطع برق هنگام گسترش باسبار III محدود است. فقط شینه II باید با قطع برق همکاری کند, بدون تغییر در تجهیزات باسبار I. (4) کاهش هزینه های تهیه تجهیزات. طرح بهبودیافته تعداد تجهیزات لایه فرآیند را کاهش می دهد 2 واحدها, و قیمت از 2 دستگاه های موازی ولتاژ معمولی به طور قابل توجهی کمتر از تجهیزات واحد ادغام شده است, منجر به کاهش هزینه کلی می شود. زمانی که 110 انرژی سنج تجهیزات kV در اتاق کنترل هوشمند قرار می گیرد, می توان از متر ورودی آنالوگ استفاده کرد, که بسیار ارزانتر از کنتورهای ورودی دیجیتال است و هزینه تجهیزات مهندسی را بیشتر کاهش می دهد.

کاستی ها شامل: (1) افزایش تعداد تجهیزات نصب شده در کابین کنترل شین. برای طرح A3-3, due to the merging of the layout of the high-voltage side interval of the main transformer and the PT interval of the busbar, the busbar control cabinet needs to install both the main transformer interval merging unit and the busbar merging unit, as well as intelligent terminal equipment. The original universal design scheme required the installation of three devices in each busbar control cabinet; The optimization plan requires the installation of 4 devices in the I and III bus control cabinets, و 5 devices in the II bus control cabinet. During the construction drawing design, it is possible to communicate with the GIS equipment manufacturer to increase the cabinet size or install one protective screen cabinet inside the GIS room. (2) After the voltage circuit adopts cable connection to the line interval intelligent unit, additional cabinet wiring circuits and voltage air switches and other accessories will be added, but the quantity is not large and the circuit wiring is simple, which has little impact on the construction process.

را 110 kV intelligent substation is equipped with a conventional voltage parallel device, and the voltage sampling of the line and main transformer protection is connected to the corresponding interval merging unit through cables. This has obvious advantages in improving the overall reliability of the protection and measurement system and reducing the impact range of single merging unit faults on the protection device. در عین حال, two busbar merging units are set up to collect the voltage of the 110 kV busbar separately, for use by other public equipment such as backup automatic switching, which can meet the technical characteristics of digital collection and data sharing in intelligent substations.

سنسور دمای فیبر نوری, سیستم مانیتورینگ هوشمند, تولید کننده فیبر نوری توزیع شده در چین