Aplicación en el proyecto de la subestación Dongting de la empresa tecnológica Hebei Guanyi Rongxin
Resumen: Con la creciente demanda de electricidad, los requisitos de confiabilidad del suministro eléctrico son cada vez más exigentes. Muchos sistemas de suministro eléctrico cuentan con dos o más líneas de alimentación. Un dispositivo de conmutación automática para la fuente de alimentación de respaldo puede mejorar eficazmente la confiabilidad del suministro eléctrico. Este tipo de dispositivo puede poner en funcionamiento la fuente de alimentación de respaldo de forma automática y rápida o cambiar al usuario a la fuente de alimentación de respaldo tras la desconexión de la fuente de alimentación en funcionamiento debido a una falla. Este documento presenta el dispositivo de conmutación automática de bajo voltaje AM5-DB para la fuente de alimentación de respaldo, que proporciona las funciones de protección correspondientes para los diferentes modos de suministro eléctrico en el proyecto de la subestación Dongting y mejora significativamente la confiabilidad, la seguridad y la calidad del suministro eléctrico en la operación de la subestación, lo que favorece la automatización integral de la subestación y la reducción de personal en las tareas de servicio.
Palabras clave: Confiabilidad; conmutación automática de la fuente de alimentación de respaldo; dispositivo de conmutación automática de bajo voltaje para la fuente de alimentación de respaldo
1. Descripción general del proyecto
Este proyecto consiste en la nueva construcción de la subestación Hunan Dongting de 500 kV. El componente principal del proyecto es el gabinete de distribución de baja tensión de la subestación, que incluye tres entradas y un contacto para transformadores de estación. El nivel de tensión del transformador de estación 0# es de 10 kV/0,4 kV, y el de los transformadores de estación 1# y 2# es de 35 kV/0,4 kV. Al desconectarse cualquier transformador de la estación, el transformador de reserva debe poder conmutar automáticamente a la sección de barras de trabajo desenergizada para continuar el suministro de energía. Si la barra de trabajo de baja tensión de la estación está equipada con dispositivos de conmutación automática, debe contar con la función de conmutación automática de reserva con bloqueo de fallas en la barra de baja tensión.
El dispositivo de conmutación automática de respaldo de bajo voltaje para este proyecto es proporcionado por Acrel Electric, y Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. es responsable de la construcción y el mantenimiento de la operación. Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. es una empresa integral de servicios de tecnología energética, que está comprometida con la investigación y el desarrollo, la producción y las ventas de equipos de ahorro de energía para salas de servidores inteligentes, sistemas de gestión de baterías inteligentes, sistemas de almacenamiento de energía, productos de redes inteligentes, desarrollo, inversión, construcción y servicio de operación de nuevos proyectos de energía, servicio de contratación general de proyectos de ingeniería de energía eléctrica y servicio de operación y mantenimiento de energía eléctrica, etc. La empresa consta de un centro de comercialización, un centro de I+D, un centro de diseño, un centro de producción, un centro de ingeniería, un centro de operaciones, un centro financiero, un centro integral, tiene un sistema de gestión perfecto e innova constantemente para mejorar la competitividad de las empresas. La empresa ha logrado un desarrollo rápido, estable y saludable a través del progreso tecnológico, la gestión científica y un servicio excelente.
2. Demanda del producto
El diagrama de cableado eléctrico principal para este proyecto se muestra en la Figura 1, y se deben implementar un total de los siguientes dos métodos de lógica de autoaprovisionamiento:
Fig.1 Diagrama de cableado eléctrico principal
Método de control 1: Las estaciones #0 y #2 se ponen en funcionamiento, mientras que la estación #1 no se pone en funcionamiento.
(1) Durante el funcionamiento normal, 2QF está cerrado, 5QF está cerrado, 3QF y 4QF están desconectados. En este momento, el transformador de la estación n.° 2 opera con dos secciones de barra colectora (estación n.° 1 para alimentación de emergencia, operación manual, 1QF desconexión predeterminada). Cuando el dispositivo de conmutación automática de la fuente de alimentación de emergencia detecta la tensión, la corriente y el estado del disyuntor, tras un cierto retardo, la autocarga de emergencia entra en estado de preparación.
(2) Cuando la tensión de la línea de entrada del transformador de la estación n.° 2 es anormal y el interruptor automático de emergencia detecta que no hay tensión ni corriente en dicho transformador, se desconectarán el disyuntor de entrada 2QF y el disyuntor de barras 5QF del transformador de la estación n.° 2. A continuación, el interruptor automático de emergencia cerrará los disyuntores 3QF y 4QF del transformador de la estación n.° 0. En este momento, el transformador de la estación n.° 0 conectará dos secciones de barras.
(3) Cuando la tensión de entrada del transformador de la estación n.° 2 se normaliza y el dispositivo de conmutación automática de la fuente de alimentación de emergencia detecta la tensión de la línea de entrada 2, el dispositivo está listo para cargar y reanudar la alimentación desde la línea de entrada n.° 2. Una vez completada la carga, el dispositivo desconectará los interruptores QF3 y QF4 del disyuntor del transformador de la estación n.° 0, cerrará el disyuntor de entrada 2QF y el disyuntor de barras 5QF del transformador de la estación n.° 2, y restaurará toda la sección de la estación n.° 2.
Método de control 2: se ponen en funcionamiento las estaciones #1, #0 y #2.
(1) Durante el funcionamiento normal: la línea de entrada del transformador de la estación n.° 1 con la barra colectora de la sección I, la línea de entrada del transformador de la estación n.° 2 con la barra colectora de la sección II, es decir, 1QF y 2QF están conectados, y 3QF, 4QF y 5QF están desconectados. Cuando el dispositivo de conmutación automática de emergencia detecta la tensión, la corriente y el estado del interruptor, tras un cierto retardo, la autocarga de emergencia entra en estado de preparación.
(2) El voltaje de la línea entrante 1 es anormal y luego vuelve a la normalidad:
① Cuando el voltaje de la línea de entrada 1QF es anormal y el dispositivo de conmutación automática para la fuente de alimentación de respaldo detecta que el transformador de la estación n.° 1 no tiene voltaje ni corriente, el interruptor de la línea de entrada 1QF se desconecta y, a continuación, el interruptor 3QF del transformador de la estación n.° 0 se cierra para suministrar energía a la barra colectora de la sección I desde el transformador de la estación n.° 0. (Entre ellos, el interruptor de la barra colectora 5QF sirve como interruptor de mantenimiento manual).
② Cuando el dispositivo de conmutación automática para la fuente de alimentación de respaldo detecta que la línea entrante 1 ha vuelto al voltaje normal, el interruptor de energía de respaldo está listo para reanudarse.
Carga desde la línea de entrada n.° 1. Una vez completada la carga, desconecte el interruptor 3QF del interruptor automático de respaldo, cierre el 1QF y restablezca la barra colectora de la sección I del transformador de la estación n.° 1.
(3) El voltaje de la línea entrante 2 es anormal y luego vuelve a la normalidad:
① Cuando el voltaje de la línea de entrada 2QF es anormal y el dispositivo de conmutación automática para la fuente de alimentación de respaldo detecta que el transformador de la estación n.° 2 no tiene voltaje ni corriente, el interruptor de la línea de entrada 2QF se desconecta y, a continuación, el interruptor 4QF del transformador de la estación n.° 0 se cierra para suministrar energía a la barra colectora de la sección II desde el transformador de la estación n.° 0. (Entre ellos, el interruptor de la barra colectora 5QF sirve como interruptor de mantenimiento manual).
② Cuando el dispositivo de conmutación automática para el suministro de energía de respaldo detecta que la línea entrante 2 ha regresado al voltaje normal, el interruptor de energía de respaldo está listo para reanudar la carga desde la línea entrante n.° 2. Una vez completada la carga, desconecte 4QF del interruptor automático de respaldo, cierre 2QF y restaure la barra colectora de la sección II del transformador de la estación n.° 2.
3. Soluciones de productos
Hay un total de 3 líneas de entrada de transformadores de estación, una barra colectora, que utilizan un sistema de barra colectora única, equipado con dos dispositivos de protección de conmutación automática de baja tensión AM5-DB para la alimentación de respaldo, instalados en los gabinetes 3QF y 4QF. Se ha elaborado un diagrama esquemático secundario con la relación de enclavamiento según el modo de alimentación, y se ha personalizado un programa especial para lograr la conmutación mutua de las fuentes de alimentación principal y de respaldo.
El esquema de diseño para la terminal trasera del dispositivo es el siguiente:
Fig. 2 Diagrama de terminales posteriores del dispositivo de conmutación automática de bajo voltaje AM5-DB 2 para suministro de energía de respaldo
4. Imágenes de la instalación en el sitio
El dispositivo de protección de conmutación automática de bajo voltaje AM5-DB para el suministro de energía de respaldo de este proyecto está instalado en el tablero de distribución de bajo voltaje de manera descentralizada local, y la instalación del sitio se muestra en la siguiente figura, el proyecto se ha puesto en uso desde 2023 y está funcionando normalmente.
Fig. 3 Imagen de instalación del dispositivo de protección de conmutación automática de bajo voltaje AM5-DB para fuente de alimentación de respaldo
5. Conclusión
El suministro eléctrico en China depende principalmente de la Red Eléctrica Estatal, y la brecha eléctrica aumenta constantemente, especialmente durante los picos de consumo eléctrico, cuando la escasez de energía es grave. Por ello, muchas grandes empresas han construido sus propias centrales eléctricas o equipado generadores. El dispositivo de conmutación automática para el suministro de energía de respaldo garantiza un suministro eléctrico ininterrumpido y mejora la confiabilidad del mismo, convirtiéndose en un componente fundamental de los circuitos de protección y control en la ingeniería de distribución moderna. El proyecto de distribución de la subestación Dongting de 500 kV, presentado en este artículo, utiliza el dispositivo de protección de conmutación automática de baja tensión AM5-DB para el suministro de energía de respaldo, que proporciona las funciones de protección correspondientes para diferentes métodos de suministro. Esto no solo ha mejorado la confiabilidad del suministro eléctrico y logrado la automatización integral de todo el proyecto de distribución, sino que también ha reducido eficazmente la intensidad de trabajo de los trabajadores.
Referencias:
[1] Manual de diseño y aplicación de microrredes empresariales de Acrel. Versión 2020.6
[2] Atlas de principios secundarios del producto y diseño del sistema de distribución de energía inteligente de subestaciones Acrel 35KV y el siguiente. Versión 2020. Octubre.
[3] Solución integrada de automatización, operación y mantenimiento de subestaciones de abonado de Acrel. Versión 2021. Noviembre
Hora de publicación: 02-05-2025