Anwendung im Umspannwerkprojekt Dongting der Hebei Guanyi Rongxin Technology Company
Zusammenfassung: Angesichts des steigenden Strombedarfs steigen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung stetig. Viele Stromversorgungssysteme verfügen über zwei oder mehr Versorgungsleitungen. Automatische Umschalteinrichtungen für die Notstromversorgung können die Zuverlässigkeit der Stromversorgung effektiv verbessern. Diese Geräte schalten die Notstromversorgung automatisch und schnell zu oder schalten den Verbraucher auf diese um, wenn die reguläre Stromversorgung aufgrund eines Fehlers ausfällt. Dieser Artikel stellt die automatische Niederspannungs-Umschalteinrichtung AM5-DB für die Notstromversorgung vor. Sie bietet entsprechende Schutzfunktionen für verschiedene Stromversorgungsmodi im Umspannwerk Dongting und verbessert die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Versorgungsqualität des Umspannwerksbetriebs erheblich. Dies trägt zur umfassenden Automatisierung des Umspannwerks und zur Realisierung eines unbemannten oder personalreduzierten Betriebs bei.
Schlüsselwörter: Zuverlässigkeit; automatische Umschaltung der Notstromversorgung; automatische Niederspannungs-Schaltvorrichtung für Notstromversorgung
1. Projektübersicht
Dieses Projekt ist der Neubau des 500-kV-Umspannwerks Dongting in Hunan. Hauptbestandteil ist der Niederspannungsverteilerschrank des Umspannwerks mit drei Stationstransformatoreingängen und einem Kontakt. Die Spannungsebene des Stationstransformators 0 beträgt 10 kV/0,4 kV, die der Stationstransformatoren 1 und 2 jeweils 35 kV/0,4 kV. Fällt ein Stationstransformator aus, schaltet der Ersatztransformator automatisch auf den spannungslosen Arbeitssammelschienenabschnitt um, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten. Ist die Niederspannungs-Arbeitssammelschiene des Umspannwerks mit automatischen Umschaltern ausgestattet, verfügt sie über eine Notumschaltfunktion bei Niederspannungssammelschienenfehlern.
Die automatische Niederspannungs-Notstromversorgung für dieses Projekt wird von Acrel Electric bereitgestellt. Die Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. ist für Bau und Betrieb verantwortlich. Als umfassendes Energiedienstleistungsunternehmen widmet sich die Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. der Forschung und Entwicklung, der Produktion und dem Vertrieb von Energiesparausrüstung für intelligente Serverräume, intelligenten Batteriemanagementsystemen, Energiespeichersystemen und Smart-Grid-Produkten. Darüber hinaus bietet sie Dienstleistungen in den Bereichen Entwicklung, Investition, Bau und Betrieb von Projekten im Bereich erneuerbarer Energien, Generalunternehmerleistungen für elektrische Energieprojekte sowie Betriebs- und Wartungsdienstleistungen für elektrische Energieanlagen an. Das Unternehmen verfügt über ein Marketingzentrum, ein Forschungs- und Entwicklungszentrum, ein Designzentrum, ein Produktionszentrum, ein Engineering-Zentrum, ein Betriebszentrum, ein Finanzzentrum und ein Kompetenzzentrum. Es besitzt ein ausgereiftes Managementsystem und arbeitet kontinuierlich an Innovationen, um seine Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Durch technologischen Fortschritt, wissenschaftliches Management und exzellenten Service hat das Unternehmen eine schnelle, stabile und gesunde Entwicklung erreicht.
2. Produktnachfrage
Der Hauptschaltplan für die elektrische Verdrahtung dieses Projekts ist in Abbildung 1 dargestellt. Insgesamt müssen die folgenden zwei Methoden der Selbstbereitstellungslogik implementiert werden:
Abb. 1 Elektrischer Hauptverdrahtungsplan
Steuerungsmethode 1: Die Stationen # 0 und # 2 werden in Betrieb genommen, die Station # 1 wird nicht in Betrieb genommen.
(1) Im Normalbetrieb sind 2QF und 5QF geschlossen, 3QF und 4QF sind getrennt. Der Transformator der Station 2 arbeitet in diesem Zustand mit zwei Sammelschienenabschnitten (Station 1 für Notstromversorgung, manueller Betrieb, 1QF standardmäßig getrennt). Sobald die automatische Schalteinrichtung für die Notstromversorgung Spannung, Stromstärke und den Status der Leistungsschalter erfasst, wird nach einer gewissen Verzögerung die Selbstladefunktion der Notstromversorgung vorbereitet.
(2) Wenn die Spannung der Zuleitung des Transformators der Station 2 anormal ist und der automatische Backup-Schalter erkennt, dass im Transformator der Station 2 keine Spannung oder kein Strom anliegt, werden der Zuleitungsleistungsschalter 2QF und der Sammelschienenleistungsschalter 5QF des Transformators der Station 2 abgeschaltet. Anschließend schließt der automatische Backup-Schalter die Leistungsschalter 3QF und 4QF des Transformators der Station 0. In diesem Moment werden zwei Sammelschienenabschnitte des Transformators der Station 0 mit Strom versorgt.
(3) Sobald die Eingangsspannung des Transformators von Station 2 wieder im Normalbereich liegt und die automatische Schalteinrichtung für die Notstromversorgung die Spannung der Eingangsleitung 2 erfasst, ist das Gerät bereit, sich aufzuladen und die Stromversorgung über die Eingangsleitung 2 wieder aufzunehmen. Nach Abschluss des Ladevorgangs trennt das Gerät die Schalter QF3 und QF4 des Leistungsschalters des Transformators von Station 0, schließt den Eingangsleistungsschalter 2QF und den Sammelschienenleistungsschalter 5QF des Transformators von Station 2 und stellt den Betrieb des gesamten Abschnitts von Station 2 wieder her.
Steuerungsmethode 2: Die Stationen #1, #0 und #2 werden in Betrieb genommen.
(1) Im Normalbetrieb: Die Zuleitung des Transformators der Station 1 ist mit der Sammelschiene Abschnitt I verbunden, die Zuleitung des Transformators der Station 2 mit der Sammelschiene Abschnitt II. Die Schalter 1QF und 2QF sind angeschlossen, die Schalter 3QF, 4QF und 5QF sind getrennt. Sobald die automatische Notstromumschaltung Spannung, Stromstärke und Leistungsschalterstatus erfasst, wird nach einer gewissen Verzögerung die Notstrom-Selbstladevorbereitung eingeleitet.
(2) Die Eingangsspannung der Leitung 1 ist abnormal und normalisiert sich dann wieder:
① Wenn die Spannung der 1QF-Zuleitung anormal ist und die automatische Schalteinrichtung für die Notstromversorgung feststellt, dass der Transformator der Station 1 keine Spannung oder keinen Strom führt, wird der Schalter der 1QF-Zuleitung getrennt und anschließend der Schalter 3QF des Transformators der Station 0 geschlossen, um die Stromschiene des Abschnitts I vom Transformator der Station 0 aus mit Strom zu versorgen. (Der Stromschienenschalter 5QF dient dabei als manueller Wartungsschalter.)
② Sobald die automatische Schalteinrichtung für die Notstromversorgung erkennt, dass die Eingangsleitung 1 wieder die normale Spannung aufweist, ist der Notstromschalter bereit, die Stromversorgung wieder aufzunehmen.
Laden über die Zuleitung Nr. 1. Nach Abschluss des Ladevorgangs den Schalter 3QF vom automatischen Backup-Schalter trennen, den Schalter 1QF schließen und die Sammelschiene des Abschnitts I des Transformators Nr. 1 wiederherstellen.
(3) Die Eingangsspannung der Leitung 2 ist abnormal und normalisiert sich dann wieder:
① Wenn die Spannung der 2QF-Zuleitung anormal ist und die automatische Schalteinrichtung für die Notstromversorgung feststellt, dass der Transformator der Station 2 keine Spannung oder keinen Strom liefert, wird der Schalter der 2QF-Zuleitung getrennt und anschließend der Schalter 4QF des Transformators der Station 0 geschlossen, um die Stromschiene des Abschnitts II vom Transformator der Station 0 aus mit Strom zu versorgen. (Der Stromschienenschalter 5QF dient dabei als manueller Wartungsschalter.)
② Sobald die automatische Schalteinrichtung für die Notstromversorgung erkennt, dass die Zuleitung 2 wieder die normale Spannung aufweist, ist der Notstromschalter bereit, den Ladevorgang über die Zuleitung 2 wieder aufzunehmen. Nach Abschluss des Ladevorgangs trennen Sie 4QF vom automatischen Notstromschalter, schließen Sie 2QF und stellen Sie die Sammelschiene des Abschnitts II des Transformators der Station 2 wieder her.
3. Produktlösungen
Es gibt insgesamt 3 Stationstransformator-Zuleitungen, 1 Sammelschiene, die in einem Einzelsammelschienensystem mit 2 AM5-DB Niederspannungs-Automatik-Schaltschutzgeräten für die Notstromversorgung ausgestattet sind, die in den Schaltschränken 3QF und 4QF installiert sind. Ein sekundäres Schaltbild mit Verriegelungsbeziehung wurde entsprechend dem Stromversorgungsmodus erstellt, und ein spezielles Programm wurde angepasst, um das gegenseitige Schalten der Haupt- und Notstromversorgung zu realisieren.
Das Designschema für die Rückseite des Geräts sieht wie folgt aus:
Abb. 2 Rückseitenanschlussplan des Niederspannungs-Automatikschaltgeräts 2 AM5-DB für die Notstromversorgung
4. Bilder der Installation vor Ort
Die automatische Niederspannungs-Schaltschutzvorrichtung AM5-DB für die Notstromversorgung dieses Projekts ist dezentral an der Niederspannungsschaltanlage installiert. Die Installation vor Ort ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Das Projekt ist seit 2023 in Betrieb und läuft normal.
Abb. 3 Installationsbild des AM5-DB Niederspannungs-Automatik-Schaltschutzgeräts für die Notstromversorgung
5. Schlussfolgerung
Die Stromversorgung in China basiert hauptsächlich auf dem staatlichen Stromnetz, und die Versorgungslücke vergrößert sich stetig, insbesondere während der Spitzenlastzeiten, wenn es zu gravierenden Stromengpässen kommt. Daher haben viele große Unternehmen eigene Kraftwerke errichtet oder Generatoren installiert. Automatische Umschalteinrichtungen für die Notstromversorgung gewährleisten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung und erhöhen deren Zuverlässigkeit. Sie sind zu einem wichtigen Bestandteil der Schutz- und Steuerungsschaltungen in der modernen Verteilungstechnik geworden. Das in diesem Artikel vorgestellte Verteilungsprojekt des 500-kV-Umspannwerks Dongting nutzt die automatische Niederspannungs-Umschalteinrichtung AM5-DB für die Notstromversorgung, um entsprechende Schutzfunktionen für verschiedene Stromversorgungsarten bereitzustellen. Dies hat nicht nur die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert und eine umfassende Automatisierung des gesamten Verteilungsprojekts ermöglicht, sondern auch die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter deutlich reduziert.
Referenzen:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2020.6
[2] Atlas der sekundären Prinzipien des intelligenten Stromverteilungssystems für Acrel 35 kV und nachfolgende Umspannwerke. Version 2020, Oktober
[3] Acrel Subscriber Substation Integrated Automation and Operation and Maintenance Solution.Version 2021.November
Veröffentlichungsdatum: 02. Mai 2025