Как спроектировать интеллектуальную подстанцию 110кВ-ИННО

С развитием интеллектуальных подстанций, производительность и преимущества интеллектуальных терминалов и оборудования для объединения были широко проверены, но некоторые проблемы также были выявлены, такой как: необоснованная конфигурация объединяемых блоков снижает надежность работы средств защиты, задержка выборки увеличивает время действия всей группы защиты, и т. д.. Техническая схема “обычный отбор проб + срабатывание GOOSE” для устройств защиты в 220 предложены интеллектуальные подстанции кВ и выше, что также имеет справочное значение для построения 110 кВ интеллектуальные подстанции.

1 Общий обзор конструкции

В генеральном проектировании модульных строительных чертежей интеллектуальных подстанций Государственной сети., 110 Подстанции кВ часто используются в качестве подстанций оконечной нагрузки., со шкалой главного трансформатора 2 агрегатов и типовая схема одиночной сегментированной шины (одиночная шина, трехсегментная) или внутренний мост (расширенный внутренний мост) для основной проводки. В данной статье для анализа конфигурации узла объединения шин в качестве примера использована схема расширения основной формы соединения внутреннего моста 110-А3-3..

1.1 Общая схема конфигурации блока слияния

В общей схеме конструкции, Выборка напряжения и тока использует метод “обычный трансформатор+связующий блок”. Каждый интервал ПТ сборной шины оснащен одной интеллектуальной клеммой и одним соединительным устройством.; Два интегрированных интеллектуальных оконечных устройства для объединения единиц установлены в промежутках между линиями и внутренними мостами.; Одно интеллектуальное интегрированное устройство устанавливается через определенные промежутки времени на стороне высокого напряжения главного трансформатора.; The intelligent cabinet of the main transformer is equipped with one intelligent terminal and two merging units. On the low-voltage side of the main transformer, each main incoming switchgear is equipped with two integrated intelligent devices. The low-voltage equipment has not changed in the scheme optimization, so no statistics will be made.

1.2 Voltage sampling logic relationship

According to the technical guidelines for intelligent substations, the line, inner bridge, main transformer protection device, SV, and GOOSE information follow the principle of “direct acquisition and direct jump”, and are transmitted point-to-point through optical cables. According to the final scale configuration of the general design scheme, the voltage sampling logic relationship of the protection equipment is shown in Figure 1.

The solid line represents cable wiring, while the dotted line represents optical cable or tail cable wiring. The voltage sampling of the high-voltage side interval merging unit of the line and the main transformer is transmitted through the 9-2 protocol cascade from the busbar merging unit, and can be forwarded to the corresponding line protection, electricity meter, main transformer overload and other devices for use. The voltage sampling of the main transformer protection, backup automatic switching, and low cycle load shedding devices is directly transmitted point-to-point from the busbar merging unit.

Problem analysis

In smart substations, although the reliability of the configuration method of “обычный трансформатор+связующий блок” has been greatly improved compared to the early “electronic transformer+merging unit” mode, the overall reliability of the protection and система измерения снижено за счет увеличения программно-аппаратных модулей объединяющего блока по сравнению с традиционными устройствами защиты, и повышенный риск неисправностей. Кроме того, плохие условия эксплуатации на объекте привели к снижению общей надежности системы защиты и измерения. В генеральной схеме интеллектуальной подстанции ГЭС, тот 110 кВ подстанция оборудована только 2 комплекты узлов объединения шин по окончательному масштабу, и каждый набор устройств может одновременно подключаться к 3 наборы напряжений сборных шин. В этой схеме подключения, когда один набор объединяющихся единиц терпит неудачу, это вызовет тревогу 1/2 устройство защиты главного трансформатора на станции, а также сигнализация или блокировка резервного автоматического включения, измерение и контроль, приборы учета и другие устройства, с широким спектром воздействия. Учет риска неисправностей в узлах объединения шин, Государственная сетевая корпорация Китая опубликовала “Стандартизированные технические условия на проектирование блоков объединения аналоговых входов и интеллектуальных терминалов на интеллектуальных подстанциях” в 2016, Предлагаю схему компоновки одного соединительного устройства на сегмент сборной шины для трехсегментного соединения одиночной шины в 110 кВ подстанции, как показано на рисунке 1. В этом плане еще есть несколько вопросов: (1) Когда два главных трансформатора построены на первом этапе и расширены на заключительном этапе., соединительные элементы каждой конфигурации шин одновременно подключаются к трем комплектам напряжения шин., что требует отключения соответствующего шинного оборудования, увеличение строительных рисков и технических сложностей. (2) Выход из строя одного узла объединения шин приведет как минимум к 2 комплекты устройств защиты главного трансформатора для сигнализации, а также другие части измерения и контроля защиты, автоматические устройства, счетчики электроэнергии и другое оборудование для сигнализации или блокировки, и дальность воздействия все еще относительно велика. (3) Для передачи напряжения выборки от устройства объединения шин к устройству защиты главного трансформатора и каскадного напряжения к другим устройствам объединения интервалов требуется большое количество оптических кабелей. (хвостовые кабели) быть подключенным.

План оптимизации

По итоговому масштабу всей станции, одно параллельное устройство с обычным напряжением будет установлено в 110 Трансформаторы напряжения шин кВ I и III Шкафы управления PT для обеспечения функции параллельного напряжения между соседними шинами. В шкафу управления ПТ II шины будут установлены два устройства объединения шин для сбора напряжения трех секций шины.. На линии установлены два интегрированных интеллектуальных устройства, inner bridge, и участок стороны высокого напряжения главного трансформатора. Конфигурация объединяющего устройства интеллектуального шкафа корпуса главного трансформатора отменена., а нулевая последовательность нейтрали и ток промежутка подключены к блоку объединения интервалов на стороне высокого напряжения главного трансформатора через кабели.. Логическая взаимосвязь выборки напряжения для оборудования технологического уровня соответствующим образом упрощена..

Напряжение шины подключается к линии и стороне высокого напряжения главного трансформатора через кабели., и каскадная схема от блока объединения шин отменяется. 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, что повышает надежность схемы и позволяет избежать неблагоприятных последствий выборки и преобразования, вызванных устройством объединения шин., а также отказы устройств на устройствах защиты и измерения этого интервала. При выходе из строя одного объединяющегося блока в течение интервала, это вызовет сигнал тревоги только для одного комплекта устройства измерения и управления защитой главного трансформатора., и дальность воздействия неисправности сократится вдвое. (2) Упрощение проводки оптического кабеля узла объединения шин.. По сравнению с рисунком 1, Figure 2 показывает, что конфигурация защит и автоматики остается неизменной. Количество оборудования технологического уровня (включая 2 обычные параллельные устройства) уменьшается на 2, а количество занятых оптических портов блока объединения шин уменьшено с 22 к 7. (3) The construction is convenient and the power outage range is limited when expanding the III busbar. Only the II busbar needs to cooperate with the power outage, without modifying the I busbar equipment. (4) Reduce equipment procurement costs. The improved plan reduces the number of process layer equipment by 2 единицы, and the price of 2 conventional voltage parallel devices is significantly lower than that of the merged unit equipment, resulting in an overall cost reduction. When the 110 kV equipment energy meter is placed in the intelligent control room, analog input meters can be used, which is much cheaper than digital input meters and further reduces the cost of engineering equipment.

Shortcomings include: (1) An increase in the number of equipment installed in the busbar control cabinet. For the A3-3 scheme, 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, и 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) После того, как цепь напряжения примет кабельное соединение с интеллектуальным блоком линейного интервала., будут добавлены дополнительные схемы электропроводки шкафа, воздушные выключатели напряжения и другие аксессуары., но количество не большое и схема подключения проста, что мало влияет на процесс строительства.

The 110 Интеллектуальная подстанция кВ оснащена устройством параллельного управления обычным напряжением., а замер напряжения линии и защиты главного трансформатора подключается к соответствующему блоку слияния интервалов через кабели.. Это имеет очевидные преимущества в повышении общей надежности системы защиты и измерения и уменьшении диапазона воздействия неисправностей одиночного объединяющего устройства на устройство защиты.. В то же время, установлены два узла объединения шин для сбора напряжения 110 кВ шина отдельно, для использования с другим общественным оборудованием, таким как резервное автоматическое переключение, который может соответствовать техническим характеристикам цифрового сбора и обмена данными на интеллектуальных подстанциях..