La norma NB/T 10861-2021 "Specifiche di progettazione per la configurazione dei dispositivi di misura nelle centrali idroelettriche" fornisce requisiti dettagliati e linee guida per la configurazione dei dispositivi di misura nelle centrali idroelettriche. Il dispositivo di misura è una parte importante del monitoraggio operativo della centrale idroelettrica. La misurazione della centrale idroelettrica si divide principalmente in misurazione di grandezze elettriche e misurazione di grandezze non elettriche. La misurazione elettrica si riferisce alla misurazione di parametri elettrici in tempo reale tramite elettricità, tra cui corrente, tensione, frequenza, fattore di potenza, potenza attiva/reattiva, energia attiva/reattiva, ecc.; la misurazione non elettrica si riferisce all'uso di trasmettitori per convertire segnali elettrici non elettrici da 4-20 mA o 0-5 V, tra cui temperatura, velocità, pressione, livello del liquido, apertura, ecc. Questo saggio discute solo il dispositivo di misura e il sistema di gestione del consumo energetico della centrale idroelettrica secondo lo standard e non riguarda la configurazione di protezione del microcomputer della centrale idroelettrica.
1. Disposizione generale
1.0.1 La presente specifica è formulata per standardizzare la progettazione della configurazione dei dispositivi di misurazione nelle centrali idroelettriche, garantire il funzionamento a lungo termine, sicuro e stabile delle centrali idroelettriche e migliorare i benefici economici complessivi delle centrali idroelettriche.
1.0.2 La presente specifica è applicabile alla progettazione della configurazione dei dispositivi di misura per centrali idroelettriche di nuova costruzione, ricostruite e ampliate.
1.0.3 La progettazione della configurazione dei dispositivi di misura nelle centrali idroelettriche dovrebbe adottare attivamente nuove tecnologie e prodotti che hanno superato la valutazione.
1.0.4 La configurazione e la progettazione dei dispositivi di misurazione nelle centrali idroelettriche devono soddisfare i requisiti del sistema elettrico per quanto riguarda la quantità di informazioni raccolte nella centrale elettrica e il metodo di raccolta delle informazioni.
1.0.5 La progettazione della configurazione dei dispositivi di misura nelle centrali idroelettriche non deve solo essere conforme al presente codice, ma anche alle attuali norme nazionali pertinenti.
2. Terminologia
2.0.1 Misurazione elettrica
Misurazione dei parametri elettrici in tempo reale mediante elettricità.
2.0.2 Misurazione dell'energia
Misurazione dei parametri dell'energia elettrica.
2.0.3 Misuratore elettrico generale
Le centrali idroelettriche utilizzano spesso contatori a lancetta, contatori digitali e così via.
2.0.4 Misuratore di tipo puntatore
In base alla relazione tra l'indicatore e la scala per indicare il valore misurato dal misuratore.
2.0.5 Misuratore di tipo digitale
Sul display è possibile visualizzare direttamente il valore misurato dal misuratore in formato digitale.
2.0.6 Misuratore di wattora
Strumento che misura i dati dell'energia elettrica attiva e/o reattiva.
2.0.7 Dispositivo di campionamento CA intelligente
Campionamento della potenza in frequenza CA, direttamente all'unità di elaborazione dati per l'elaborazione per ottenere tensione, corrente, potenza attiva, potenza reattiva, fattore di potenza, frequenza, potenza attiva, potenza reattiva e altri parametri e tramite l'interfaccia di comunicazione standard, misuratore intelligente multifunzionale in uscita.
2.0.8 Trasduttore
Può essere misurato tramite la conversione della corrente continua, della tensione continua o del segnale digitale.
2.0.9 Classe di precisione dello strumento di misura
Strumenti di misura e/o accessori per soddisfare determinati requisiti di misurazione progettati per garantire che l'errore e la variazione ammissibili siano estremamente contenuti entro i limiti specificati del livello.
2.0.10 Componenti di automazione
Componenti e/o dispositivi per il monitoraggio dei dati di stato, esecuzione di azioni in impianti idroelettrici.
2.0.11 Misurazione non elettrica
Misurazione in tempo reale di temperatura, pressione, velocità, spostamento, portata, livello, vibrazioni, pendolo e altri parametri non elettrici.
3. Misurazione elettrica e misurazione della potenza
Gli oggetti di misurazione elettrica includono il generatore idroelettrico/motore del generatore, il trasformatore principale, la linea, il bus, il trasformatore dell'impianto, il sistema CC e così via. La Figura 1 è uno schema del cablaggio elettrico della centrale idroelettrica, che mostra il cablaggio elettrico del gruppo elettrogeno idroelettrico, del trasformatore principale, della linea e del trasformatore di potenza dell'impianto.
Fig. 1 Schema elettrico del cablaggio di una centrale idroelettrica
3.1 Misurazione elettrica e conteggio dell'energia elettrica del generatore idroelettrico/motore del generatore.
3.1.2 Il dispositivo di avviamento statico a frequenza variabile del motore del generatore deve misurare i seguenti elementi.
3.1.3 L'idrogeneratore/motore generatore deve misurare l'energia elettrica attiva e reattiva. Un idrogeneratore che può essere azionato in modulazione di fase deve misurare la potenza attiva bidirezionale; un idrogeneratore che può essere anticipato in fase deve misurare la potenza reattiva bidirezionale; un motore generatore deve misurare la potenza attiva bidirezionale e la potenza reattiva bidirezionale.
3.1.4 Per gli idrogeneratori che possono essere azionati in modulazione di fase, deve essere misurata la potenza attiva in entrambe le direzioni; per gli idrogeneratori che possono essere azionati in anticipo di fase, deve essere misurata la potenza in entrambe le direzioni. I motori dei generatori devono misurare la potenza attiva e la potenza reattiva in entrambe le direzioni.
3.1.5 Quando si misura l'angolo di potenza attiva del sistema di alimentazione, è necessario misurare l'angolo di potenza del generatore.
3.1.6 Il lato ad alta tensione del trasformatore di eccitazione deve misurare la corrente trifase, la potenza attiva e la potenza reattiva.
La configurazione di monitoraggio dell'idrogeneratore e del trasformatore di eccitazione è mostrata nella Figura 2, mentre la selezione dell'apparecchiatura è mostrata nella Figura 1.
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Strumento di misura completo della potenza di campionamento CA |  | APM520 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva bidirezionale, energia attiva/reattiva bidirezionale, fattore di potenza, frequenza, tasso di distorsione armonica, statistiche del tasso di passaggio della tensione, interfaccia RS485/Modbus-RTU | Monitoraggio elettrico di generatori e trasformatori di eccitazione |
| Strumento di misura completo della potenza di campionamento DC |  | PZ96L-DE | Misura la tensione di eccitazione, la corrente di eccitazione, ecc. nel sistema di eccitazione ed è dotato di sensori Hall | Misurazione della corrente di eccitazione, della tensione |
 | DJSF1352-RN | |||
| Sensore Hall |  | AHKC-EKAA | Misura la corrente DC0~(5-500)A, l'uscita DC4-20mA e funziona con un alimentatore DC12/24V | Sensore di corrente di eccitazione |
Tabella 1 Monitoraggio della selezione dell'idrogeneratore e del trasformatore di eccitazione
3.2 Misurazione elettrica e conteggio dell'energia elettrica del sistema di spinta e di invio
3.2.1 Gli elementi di misurazione del trasformatore principale e di misurazione della potenza devono soddisfare i seguenti requisiti:
1 I trasformatori a doppio avvolgimento devono misurare la corrente trifase, la potenza attiva e la potenza reattiva sul lato ad alta tensione, mentre un lato del trasformatore deve misurare l'energia attiva e l'energia reattiva.
2 I trasformatori a tre avvolgimenti o autotrasformatori devono misurare la corrente trifase, la potenza attiva e la potenza reattiva su tre lati, e devono misurare l'energia attiva e l'energia reattiva su tre lati. L'avvolgimento comune dell'autotrasformatore deve misurare la corrente trifase.
3 Quando l'unità di generazione è cablata come un'unità ma il generatore è dotato di un interruttore automatico, è necessario misurare la tensione di linea laterale a bassa tensione e la tensione trifase.
4 La potenza attiva e la potenza reattiva devono essere misurate su entrambi i lati del trasformatore di contatto, così come l'energia attiva e l'energia reattiva.
5 Quando è possibile trasmettere e ricevere potenza, si dovrebbe misurare la potenza attiva in entrambe le direzioni e l'energia attiva in entrambe le direzioni; quando è possibile funzionare in ritardo di fase e in anticipo di fase, si dovrebbe misurare la potenza reattiva in entrambe le direzioni e l'energia reattiva in entrambe le direzioni.
Fig. 3 Configurazione di misura elettrica del trasformatore principale nella centrale idroelettrica
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Strumento di misura completo della potenza di campionamento CA | | APM520 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva bidirezionale, energia attiva/reattiva bidirezionale, fattore di potenza, frequenza, tasso di distorsione armonica, statistiche del tasso di passaggio della tensione, interfaccia RS485/Modbus-RTU | Misurazione del lato alta e bassa tensione del trasformatore principale |
Tabella 2 Selezione del monitoraggio del trasformatore principale
3.2.2 Gli elementi di misurazione della linea devono soddisfare i seguenti requisiti:
1 Le linee da 6,3 kV ~ 66 kV dovrebbero misurare la corrente monofase e, quando le condizioni lo consentono, è possibile misurare la corrente bifase o trifase.
Le linee 2 da 35 kV e 66 kV dovrebbero misurare la potenza attiva, mentre le linee da 6,3 kV ~ 66 kV possono misurare anche la potenza attiva e la potenza reattiva quando le condizioni lo consentono.
Le linee da 110 kV e superiori devono misurare la corrente trifase, la potenza attiva e la potenza reattiva.
Le linee da 4,3 kV e superiori dovrebbero misurare l'energia attiva e l'energia reattiva.
5 Quando è probabile che la linea trasmetta e riceva potenza, è necessario misurare la potenza attiva in entrambe le direzioni e l'energia attiva in entrambe le direzioni.
6 Quando la linea può funzionare con un ritardo di fase o un anticipo di fase, è necessario misurare la potenza reattiva in entrambe le direzioni e l'energia reattiva in entrambe le direzioni.
7 Quando richiesto dal sistema di alimentazione, l'angolo di potenza della linea deve essere misurato per la linea della stazione di salita.
Fig. 4 Configurazione di misura elettrica per linee di centrali idroelettriche
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Strumento di misura completo della potenza di campionamento CA |  | APM520 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva bidirezionale, energia attiva/reattiva bidirezionale, fattore di potenza, frequenza, tasso di distorsione armonica, statistiche del tasso di passaggio della tensione, interfaccia RS485/Modbus-RTU | Misurazione della linea 6,3 kV~110 kV |
Tabella 3 Selezione della misurazione della linea
3.2.3 Gli elementi di misurazione della barra collettrice devono soddisfare i seguenti requisiti:
1 Le barre collettrici con tensione del generatore pari o superiore a 6,3 kV e le barre collettrici da 35 kV e 66 kV devono misurare la tensione e la frequenza della barra collettrice e misurare contemporaneamente la tensione trifase.
2 Gli autobus da 110 kV e superiori devono misurare tre tensioni e frequenze di linea.
Gli interruttori automatici di collegamento bus da 6,3 kV e superiori, gli interruttori automatici di sezione bus, gli interruttori automatici del ponte interno e gli interruttori automatici del ponte esterno devono misurare la corrente alternata, mentre quelli da 110 kV e superiori devono misurare la corrente trifase.
4 La corrente trifase deve essere misurata per ogni circuito dell'interruttore automatico di cablaggio 3/2, cablaggio 4/3 e cablaggio d'angolo.
5 Gli interruttori di bypass, gli interruttori di collegamento o di sezione e di bypass e gli interruttori di ponte esterno da 35 kV e superiori devono misurare la potenza attiva e la potenza reattiva, nonché l'energia attiva e l'energia reattiva. Quando è possibile trasmettere e ricevere potenza, è necessario misurare la potenza attiva in entrambe le direzioni e l'energia attiva in entrambe le direzioni; in caso di funzionamento con ritardo di fase e anticipo di fase, è necessario misurare la potenza reattiva in entrambe le direzioni e l'energia reattiva in entrambe le direzioni.
Fig. 5 Configurazione di misura elettrica della sbarra collettrice in una centrale idroelettrica
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Strumento digitale |  | PZ96L-AV3/C | Misura la tensione trifase, la tensione di linea, l'interfaccia RS485/Modbus-RTU. | Misurazione della tensione del bus, display locale |
Tabella 4 Selezione della misurazione del bus
3.2.4 Per i gruppi di reattori shunt da 110 kV e superiori, è necessario misurare la corrente trifase e la potenza reattiva, nonché l'energia reattiva. Il circuito del reattore shunt da 6,3 kV ~ 66 kV deve misurare la corrente alternata.
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Strumento digitale |  | PZ96L-E3/C | Misurazione della corrente trifase, potenza attiva/reattiva, energia attiva e reattiva, interfaccia RS485/Modbus-RTU. | Misurazione del reattore, visualizzazione locale |
Tabella 5 Selezione della misurazione del reattore
3.3 Misurazione elettrica e misurazione dell'energia del sistema di alimentazione dell'impianto
3.3.1 La corrente alternata, la potenza attiva e l'energia attiva devono essere misurate sul lato ad alta tensione del trasformatore di potenza di fabbrica. Quando il lato ad alta tensione non presenta le condizioni di misura, è possibile misurarle sul lato a bassa pressione.
3.3.2 La tensione CA deve essere misurata per la barra di distribuzione di lavoro dell'elettricità di fabbrica. Quando il punto neutro non è efficacemente messo a terra, un
Tensioni concatenate e trifase; quando il neutro è effettivamente messo a terra, devono essere misurate tre tensioni concatenate.
3.3.3 La corrente trifase deve essere misurata per le linee di alimentazione elettrica nell'area della fabbrica e l'energia attiva può essere misurata in base alle esigenze di misurazione dell'energia elettrica.
3.3.4 La corrente trifase deve essere misurata per trasformatori di potenza di rete da 50 kVA e superiori con carichi di illuminazione.
3.3.5 La corrente monofase deve essere misurata almeno per il circuito del motore da 55 kW e oltre.
3.3.6 Quando il lato a bassa tensione del trasformatore di potenza di fabbrica è un sistema trifase a quattro fili da 0,4 kV, è necessario misurare la corrente trifase.
3.3.7 L'interruttore di sezione per l'alimentazione di fabbrica deve misurare la corrente monofase.
3.3.8 I generatori diesel devono misurare la corrente trifase, la tensione trifase, la potenza attiva e misurare l'energia attiva.
Fig. 6 Configurazione di misurazione elettrica del sistema di alimentazione di rete della centrale idroelettrica
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Contatore di energia multifunzionale |  | AEM96 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva, energia attiva/reattiva, fattore di potenza, frequenza, tasso di distorsione armonica, interfaccia RS485/Modbus-RTU. | Misurazione e monitoraggio dell'energia |
| Strumento digitale |  | PZ96L-AV3/C | Misura la tensione trifase, la tensione di linea, l'interfaccia RS485/Modbus-RTU. | misurazione della tensione del bus |
| Unità di monitoraggio intelligente dell'elettricità |  | ARCM300 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva, energia attiva/reattiva, fattore di potenza, frequenza, corrente residua, temperatura a 4 vie, interfaccia RS485/Modbus-RTU. | Misurazione dell'alimentatore |
| Dispositivo di misurazione e controllo del motore |  | ARD3M | Adatto per circuiti di motori a bassa tensione con tensione nominale fino a 660 V, integra protezione, misurazione, controllo, comunicazione, funzionamento e manutenzione. (sovracorrente, sottocorrente), tensione (sovratensione, sottotensione) e guasto di fase, rotore bloccato, cortocircuito, perdite, squilibrio trifase, surriscaldamento, messa a terra, usura dei cuscinetti, eccentricità dello statore e del rotore e invecchiamento degli avvolgimenti per fornire un allarme o un controllo di protezione. | Misurazione e controllo del motore |
| Dispositivo anti-vibrazione |  | ARD-KHD | Impedire al contattore di scattare quando la tensione viene interrotta temporaneamente e di continuare a funzionare senza interruzioni dopo il ripristino della tensione, per evitare che il sistema ne subisca danni. |
Tabella 6 Selezione della configurazione di misurazione elettrica per il sistema di alimentazione dell'impianto
3.4 Misurazione elettrica del sistema di alimentazione CC
3.4.1 Il sistema di alimentazione CC deve misurare i seguenti elementi:
1 Tensione del bus di sistema CC senza dispositivo step-down.
2 Tensione del bus di chiusura del sistema CC e tensione del bus di controllo con dispositivo step-down.
3 Il dispositivo di ricarica emette tensione e corrente.
4 Tensione e corrente del pacco batteria.
3.4.2 Il circuito della batteria dovrebbe misurare la corrente di carica di mantenimento.
3.4.3 Quando si utilizza una batteria al piombo-acido con valvola fissa, è consigliabile misurare la tensione di una singola batteria o di una batteria assemblata mediante ispezione.
3.4.4 L'armadio di distribuzione CC deve misurare la tensione del bus.
3.4.5 Il test di isolamento del bus CC deve essere conforme alle disposizioni pertinenti dell'attuale standard industriale "Codice per la progettazione del sistema di alimentazione CC nelle centrali idroelettriche" NB/T 10606.
3.4.6 Quando il sistema di alimentazione CC è dotato di un dispositivo di monitoraggio tramite microcomputer, la misurazione degli strumenti convenzionali può misurare solo la tensione del bus CC e la tensione della batteria.
3.5 Misurazioni elettriche del sistema di alimentazione ininterrotta (UPS)
3.5.1 L'UPS dovrebbe misurare i seguenti elementi:
1 Tensione di uscita.
2 Frequenza di uscita.
3 Potenza o corrente di uscita.
3.5.2 L'armadio di distribuzione principale dell'UPS deve misurare la corrente in ingresso, la tensione del bus e la frequenza.
3.5.3 L'armadio di distribuzione UPS può misurare la tensione del bus.
Figura 7 Misurazione elettrica del sistema CC e della batteria
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Applicazione |
| Responsabile della raccolta dati |  | ABAT100-HS | Può monitorare fino a 120 batterie, sovraccarica/scarica di tensione di gruppo, sovraccarica/scarica di tensione singola, sovraccarica/scarica di corrente, singola resistenza interna troppo alta, comunicazione anomala, ecc., con protezione da sovratensione e cortocircuito, interfaccia RS485/Modbus-RTU | Acquisizione dati del modulo di monitoraggio della batteria |
| Modulo di monitoraggio della batteria |  | ABAT100-S | Monitoraggio in linea della tensione, della resistenza interna e della temperatura dell'elettrodo negativo di ciascuna batteria di backup | Modulo di monitoraggio della batteria |
| Modulo di monitoraggio del pacco batteria | | ABAT100-C | Monitorare la corrente di carica e scarica e la temperatura ambiente di un gruppo di batterie | Modulo di monitoraggio del pacco batteria |
| Sensore Hall |  | AHKC-EKC | Misura la corrente DC0~(500-1500)A, uscita ±5V | Monitoraggio della corrente continua |
| Gateway intelligente |  | ANet-2E4SM | Gateway di edge computing, sistema Linux incorporato, fornisce requisiti di sicurezza quali crittografia AES e autenticazione dell'identità MD5, supporta la ripresa del punto di interruzione, supporta i protocolli Modbus, ModbusTCP, DL/T645-1997, DL/T645-2007, 101, 103, 104 | Acquisizione dati, conversione e giudizio logico |
Tabella 7 Selezione della misurazione del sistema DC
3.6 Strumenti di misura elettrica e strumenti di misura dell'energia elettrica comunemente misurati
3. 6.1 L'impostazione degli strumenti di misura elettrici deve soddisfare i seguenti requisiti:
1 Le impostazioni degli strumenti di misura elettrica per le prove di routine devono essere in grado di riflettere correttamente i parametri operativi degli impianti elettrici.
2 Quando è richiesta la funzione di trasmissione remota, deve essere configurato uno strumento di misura elettrico che trasmetta parametri elettrici tramite comunicazione dati o uscita analogica.
3 Generatori idraulici, motori generatori, trasformatore principale a doppio avvolgimento lato alta tensione, trasformatore principale a tre avvolgimenti lato alta tensione, lato media tensione e lato bassa tensione, possono sostituire la sezione dell'interruttore di linea e l'interruttore di collegamento sbarra, l'interruttore di ponte esterno, gli interruttori di collegamento angolari e le linee devono essere dotati di strumenti di misura completi per il campionamento dell'elettricità in corrente alternata; i trasformatori di potenza di fabbrica e i circuiti di distribuzione dell'energia dei sistemi di alimentazione di fabbrica possono essere dotati di strumenti di misura completi per il campionamento dell'elettricità in corrente alternata.
3.6.2 Le impostazioni degli strumenti di misura standard dello schermo analogico devono soddisfare i seguenti requisiti:
1 Quando il sistema di monitoraggio computerizzato non dispone di uno schermo analogico, la sala controllo dovrebbe eliminare gli strumenti di misurazione di routine. Quando il sistema di monitoraggio computerizzato è dotato di uno schermo analogico, gli strumenti di misurazione più frequenti sullo schermo analogico dovrebbero essere semplificati e si potrebbe ricorrere a strumenti digitali gestiti dal computer.
2 I seguenti strumenti di misura elettrica devono essere installati sullo schermo di simulazione:
1) Contatori di potenza attiva e di potenza reattiva di generatori idroelettrici e motori di generatori.
2) Misuratori di potenza attiva e misuratori di potenza reattiva per linee con tensione pari o superiore a 110 kV; misuratori di potenza attiva per linee con tensione pari o superiore a 35 kV e inferiore a 110 kV.
3) Voltmetro di linea e frequenzimetro per autobus da 35 kV e superiori.
4) Contatore di potenza attiva totale e contatore di potenza reattiva totale dell'intero impianto.
5) Misuratori di potenza reattiva bidirezionali o misuratori di potenza attiva installati su idrogeneratori che possono funzionare in anticipo di fase o in modulazione di fase; i misuratori di potenza attiva bidirezionali e i misuratori di potenza reattiva sono installati su motori di generatori e linee che possono trasmettere e ricevere elettricità. misuratore di potenza.
6) Altri strumenti di misura.
3.6.3 L'unità di controllo locale dell'unità deve essere dotata di uno strumento di misurazione completo della potenza di campionamento CA, di un trasmettitore di potenza attiva, di un trasmettitore di potenza reattiva e di un trasmettitore di tensione CA dello statore, secondo necessità.
3.6.4 Lo schermo di eccitazione deve essere dotato di trasmettitori CC per misurare la corrente di eccitazione e la tensione di eccitazione.
3.6.5 Le unità di controllo in loco, come le stazioni di commutazione e le apparecchiature pubbliche, devono essere dotate di strumenti di misura completi per il campionamento della potenza in corrente alternata e/o trasmettitori di potenza, mentre altri strumenti di misura elettrici convenzionali potrebbero non essere configurati.
3.6.6 La configurazione degli strumenti di misura elettrica nell'apparecchiatura di commutazione del sistema di alimentazione della fabbrica deve soddisfare i seguenti requisiti:
1 L'apparecchiatura di commutazione sul lato alta tensione del trasformatore di potenza dell'impianto deve essere dotata di un amperometro monofase convenzionale e di un trasmettitore di corrente alternata monofase, oppure di uno strumento di misura a stella completo per il campionamento della potenza alternata. Quando la corrente di carico effettiva dell'apparecchiatura di commutazione sul lato alta tensione del trasformatore di potenza dell'impianto è inferiore al 30% della corrente primaria nominale del trasformatore di corrente, è possibile installare nell'apparecchiatura di commutazione sul lato bassa tensione del trasformatore di potenza dell'impianto l'amperometro convenzionale, lo strumento di misura completo per il campionamento dell'elettricità alternata o il trasmettitore di corrente alternata.
2 Se il lato a bassa tensione del trasformatore di potenza è un sistema trifase a quattro fili da 0,4 kV, l'apparecchiatura di commutazione sul lato a bassa tensione del trasformatore di potenza deve essere dotata di un amperometro trifase convenzionale e di un trasmettitore di corrente alternata monofase, oppure di uno strumento di misurazione della potenza proctor-sample CA.
3. L'armadio del trasformatore di tensione della sbarra collettrice deve essere dotato di un trasmettitore di tensione CA o di uno strumento di misura completo per il campionamento dell'elettricità CA per la misurazione della tensione della sbarra collettrice. Nel sistema con punto neutro non messo a terra in modo efficace, l'armadio del trasformatore di tensione della sbarra collettrice deve essere dotato di un commutatore e di un voltmetro per misurare la tensione di linea e la tensione trifase. Nel sistema con punto neutro messo a terra in modo efficace, l'armadio del trasformatore di tensione della sbarra collettrice può essere dotato di un commutatore e di un voltmetro per misurare le tre tensioni di linea.
In ogni circuito di alimentazione dell'armadio dell'interruttore automatico della sezione bus e nell'armadio di alimentazione del sistema di alimentazione dell'impianto devono essere installati 4 amperometri, mentre l'armadio dell'interruttore automatico della sezione bus deve essere dotato di un trasmettitore di corrente alternata.
3.6.7 Il quadro elettrico del generatore diesel deve essere dotato di uno strumento di misura completo per il campionamento dell'elettricità in corrente alternata.
3.6.8 I seguenti circuiti devono essere dotati di contatori di energia elettrica multifunzione:
1 Circuiti statorici di generatori idroelettrici e motori di generatori.
2 Un lato di un trasformatore principale a due avvolgimenti e tre lati di un trasformatore principale a tre avvolgimenti.
3 linee da 6,3 kV e superiori.
4 Interruttore di bypass, collegamento bus e circuito dell'interruttore di bypass.
5 Un lato del trasformatore di potenza della fabbrica.
6 Il circuito di ingresso dell'alimentatore di sicurezza esterno.
7 Altri circuiti che necessitano di misurare l'energia elettrica.
3.6.9 La selezione del tipo e le prestazioni degli strumenti di misura elettrici convenzionali e degli strumenti di misura dell'energia elettrica devono soddisfare i seguenti requisiti:
1. La misurazione della potenza del punto neutro non efficacemente messo a terra deve essere effettuata con uno strumento di misura completo di potenza di campionamento CA con collegamento trifase a quattro fili, e la misurazione della potenza deve essere effettuata con il metodo di calcolo trifase a tre fili. I trasmettitori di potenza attiva e reattiva devono essere trifase a tre fili, e la misurazione dell'energia elettrica può essere effettuata con un contatore di energia elettrica multifunzione trifase a tre fili.
2 La misurazione dell'elettricità del punto neutro con messa a terra efficace dovrebbe adottare lo strumento di misurazione completo dell'elettricità a campionamento CA trifase a quattro fili e il trasmettitore di potenza attiva e reattiva, mentre la misurazione dell'energia elettrica dovrebbe utilizzare il contatore di energia elettrica multifunzionale trifase a quattro fili.
I requisiti minimi per la precisione degli strumenti di misura elettrici convenzionali devono essere conformi alle disposizioni della Tabella 3.6.9-1.
Nota: ★Quando lo strumento di misura completo per il campionamento della quantità elettrica in corrente alternata viene utilizzato per la misurazione della corrente e della tensione in corrente alternata di altri sistemi elettrici, ad eccezione della misurazione dell'energia elettrica, il requisito di precisione minima è 0,5.
I requisiti minimi di precisione dei trasmettitori, dei trasformatori di misura e degli shunt di misura devono soddisfare i requisiti della Tabella 3.6.9-2.
5 Il campo di misura dello strumento di misura a lancetta deve essere tale che il valore nominale dell'apparecchiatura di potenza sia indicato a circa 2/3 della scala dello strumento. Per il valore di potenza o per entrambi i lati, si deve selezionare lo strumento a lancetta con scala zero al centro della scala.
6 Il valore di uscita nominale del trasmettitore deve essere 4 mA ~ 20 mA CC o 4 mA ~ 12 mA ~ 20 mA CC, il limite superiore del valore nominale deve rappresentare da 1,2 a 1,3 volte il valore nominale da misurare e assumere un numero intero adatto per la calibrazione. Il valore di fondo scala dello strumento indicatore collegato al trasmettitore deve essere coerente con il valore misurato calibrato, lo strumento digitale collegato e il modulo del sistema di monitoraggio del computer devono essere calibrati in base al valore misurato calibrato qui.
7 Il requisito di precisione minima del contatore di energia elettrica multifunzione deve essere conforme alle disposizioni della Tabella 3.6.9-3.
8 Il contatore elettrico multifunzione dovrebbe avere la funzione di registrare e cronometrare le perdite di pressione. Quando il contatore elettrico multifunzione utilizza un'alimentazione ausiliaria, dopo un'interruzione di corrente, dovrebbero essere registrati il numero di interruzioni di corrente e le relative date.
9 L'interfaccia di uscita e di comunicazione deve soddisfare i seguenti requisiti:
1) Oltre all'uscita analogica, il trasmettitore di potenza può anche disporre contemporaneamente della modalità di uscita dell'interfaccia di comunicazione dati. La connessione fisica della comunicazione e del protocollo Shixin deve soddisfare i requisiti del sistema di monitoraggio del computer.
2) Lo strumento di misura integrato per il campionamento della potenza in corrente alternata (CA) deve avere la modalità di uscita dell'interfaccia di comunicazione dati e la connessione fisica e il protocollo di comunicazione devono soddisfare i requisiti del sistema di monitoraggio computerizzato. Quando il sistema di automazione della distribuzione richiede l'invio diretto delle informazioni alla workstation remota, lo strumento di misura integrato per il campionamento della potenza in corrente alternata (CA) deve aggiungere un'ulteriore interfaccia di comunicazione e la connessione fisica e il protocollo di comunicazione devono soddisfare i requisiti della workstation remota.
3) Il contatore di energia elettrica multifunzionale dovrebbe disporre di un'interfaccia di comunicazione dati in modalità di uscita. Quando il sistema di automazione della distribuzione richiede la raccolta e la trasmissione diretta dei dati, dovrebbero essere previste due interfacce di comunicazione dati, ciascuna delle quali dovrebbe soddisfare i requisiti della connessione fisica e del protocollo di comunicazione del sistema di monitoraggio computerizzato e della rete dati di distribuzione.
10 Gli alimentatori ausiliari per trasmettitori, strumenti di misura completi per il campionamento dell'elettricità in corrente alternata, contatori di energia elettrica multifunzionali e strumenti con display digitale devono utilizzare un alimentatore in corrente continua o un alimentatore UPS.
11 La configurazione del contatore di energia al gateway del sistema deve essere conforme all'attuale standard di settore "Regolamento tecnico di gestione per dispositivi di misurazione dell'energia elettrica" DUT448 e al "Regolamento tecnico per la progettazione di sistemi di misurazione dell'energia elettrica" DL/T5202 e al terminale del sistema di fatturazione della rete e dell'energia nel Regolamento di progettazione del sistema di accesso.
| Nome | Immagine | Modello | Funzione | Precisione |
| Trasmettitore di potenza |  | BD100 | I parametri elettrici di corrente e tensione CA e CC nella rete elettrica vengono isolati e trasmessi in un dispositivo con segnale analogico lineare CC da 4~20 mA o digitale. Il prodotto è conforme agli standard GB/T13850-1998 e IEC-688. | 0,2 |
| Trasmettitore di potenza |  | Serie BA | Misurazione in tempo reale della corrente alternata nella rete, isolamento e trasformazione in segnale di uscita CC standard o trasmissione dei dati di misura tramite interfaccia RS485 (protocollo Modbus-RTU). | 0,5 |
| Trasmettitore di potenza |  | Serie BD | Dispositivo che converte parametri elettrici quali corrente, tensione, frequenza, potenza e fattore di potenza nella rete elettrica in segnali analogici o digitali lineari CC tramite isolamento. | 0,5, 0,2 facoltativo |
| Strumento digitale |  | Serie PZ96 | È possibile scegliere di misurare la tensione di fase, la tensione di linea, la corrente, la potenza attiva/reattiva, l'energia attiva/reattiva, la frequenza, il fattore di potenza e altri parametri elettrici, interfaccia RS485/Modbus-RTU opzionale, conversione dati analogici, ingresso/uscita di commutazione e altre funzioni. | Livello di corrente e tensione 0,5 Frequenza 0,05 Hz; Potenza attiva, livello di energia elettrica 0,5; potenza reattiva, livello di energia elettrica 1,0 |
| Contatore di energia multifunzionale | | AEM96 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva, energia time-sharing, energia attiva/reattiva, domanda, fattore di potenza, frequenza, tasso di distorsione armonica, interfaccia RS485/Modbus-RTU. | Corrente, tensione, frequenza livello 0,2 Livello di potenza attiva ed energia elettrica 0,5; livello di energia reattiva 2,0 |
| Strumento di misura completo della potenza di campionamento CA |  | APM520 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva bidirezionale, energia attiva/reattiva bidirezionale a condivisione temporale, domanda, fattore di potenza, frequenza, tasso di distorsione armonica, statistiche del tasso di passaggio della tensione, interfaccia RS485/Modbus-RTU | Potenza/energia attiva corrente e tensione: 0,2S 0,5S opzionale, potenza/energia reattiva 2,0 |
| Unità di monitoraggio intelligente dell'elettricità |  | ARCM300 | Corrente trifase, tensione di linea/tensione di fase trifase, potenza attiva/reattiva, energia attiva/reattiva, fattore di potenza, frequenza, corrente residua, temperatura a 4 vie, interfaccia RS485/Modbus-RTU. | Tensione e corrente 0,2 Energia attiva 0,5 Energia reattiva 2,0 |
Tabella 8 Parametri di selezione di trasmettitori, strumenti digitali, misuratori di wattora multifunzione e altre apparecchiature
3.7 Cablaggio secondario per la misurazione elettrica e la misurazione dell'energia elettrica
3.7.1 Il contatore di wattora all'ingresso del sistema deve essere dotato di speciali trasformatori di corrente e tensione o di speciali avvolgimenti secondari per trasformatori e non deve essere collegato ad apparecchiature non correlate alla misurazione dell'energia elettrica.
3.7.2 La selezione del livello di precisione del trasformatore di corrente utilizzato per il contatore di energia elettrica presso il gateway del sistema deve essere effettuata in conformità alla clausola 7 dell'articolo 3.6.9 della presente specifica.
3.7.3 Le apparecchiature di distribuzione di energia da 110 kV e oltre, i generatori idroelettrici da 100 MW e oltre e i motori dei generatori devono utilizzare trasformatori di corrente con una corrente secondaria nominale di 1 A.
3.7.4 Il carico effettivo collegato all'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente deve essere garantito entro un intervallo compreso tra il 25% e il 100% del carico secondario nominale.
3.7.5 La tensione di linea secondaria nominale dell'avvolgimento secondario principale del trasformatore di tensione deve essere 100 V.
3.7.6 Il carico effettivo collegato all'avvolgimento secondario del trasformatore di tensione deve essere garantito entro un intervallo compreso tra il 25% e il 100% del carico secondario nominale.
3.7.7 Il cablaggio secondario del trasformatore di corrente per il contatore di energia al gateway di sistema deve adottare il metodo di cablaggio a fasi separate. Quando si utilizza un contatore di energia elettrica trifase a quattro fili intrecciati per il contatore di energia elettrica all'uscita del generatore e altri contatori di energia elettrica, il trasformatore di corrente può essere collegato a stella; quando si utilizza un contatore di energia elettrica trifase a tre fili, il trasformatore di corrente può essere collegato a stella incompleta.
3.7.8 Quando più strumenti di misura sono collegati allo stesso avvolgimento secondario del trasformatore di corrente, la sequenza di cablaggio degli strumenti deve essere la seguente: strumento di misura dell'energia elettrica, strumento di indicazione o visualizzazione, strumento di misura elettrico completo a campionamento CA e trasmettitore di grandezze elettriche. Quando il cablaggio secondario del trasformatore di corrente adotta un collegamento a stella o a stella incompleta, il punto di collegamento a stella non deve essere collegato alla morsettiera dopo aver formato il terminale di collegamento dello strumento, ma la corrente di ciascuna fase deve essere collegata alla morsettiera. Formare una stella sulla morsettiera.
3.7.9 Per l'avvolgimento secondario del trasformatore di corrente dedicato al contatore di energia elettrica e il circuito secondario del trasformatore di tensione speciale, la scatola di giunzione deve essere testata prima del collegamento al terminale del contatore di energia elettrica, in modo da facilitare la calibrazione del contatore in loco e la sostituzione del contatore con carico.
3.7.10 Un interruttore automatico di bassa tensione deve essere installato sul lato secondario del trasformatore di pressione. Quando il lato secondario è collegato tramite un circuito derivato, ogni circuito derivato deve essere installato in modo indipendente.
3.7.11 Il circuito secondario del trasformatore di corrente deve avere un solo punto di messa a terra; quando il trasformatore di corrente è dedicato alla misurazione elettrica o alla misurazione dell'energia elettrica, deve essere messo a terra in un punto tramite la fila di terminali nel dispositivo di distribuzione dell'energia; se è condiviso con altre apparecchiature. Quando si utilizza un trasformatore di corrente, il metodo di messa a terra del trasformatore deve essere conforme alle disposizioni pertinenti dell'attuale standard industriale "Codice per la progettazione del cablaggio secondario negli impianti idroelettrici" NB/T 35076.
3.7.12 L'avvolgimento secondario del collegamento a stella del trasformatore di tensione deve adottare il metodo di messa a terra a un punto del punto neutro e il filo di messa a terra del punto neutro non deve essere collegato in serie con apparecchiature che potrebbero essere scollegate; quando il trasformatore di tensione viene utilizzato per misurazioni elettriche o per la misurazione dell'energia elettrica. Se il trasformatore di tensione è condiviso con altre apparecchiature, il metodo di messa a terra del trasformatore deve essere conforme alle disposizioni pertinenti dell'attuale standard industriale "Codice per la progettazione del cablaggio secondario degli impianti idroelettrici" NB/T 35076.
3.7.13 La sezione trasversale del filo del nucleo del cavo del circuito di corrente secondaria del trasformatore di corrente deve essere calcolata in base al carico secondario nominale del trasformatore di corrente. Quando la corrente secondaria è 5 A, la sezione trasversale del filo del nucleo del cavo non deve essere inferiore a 4 mm2; quando la corrente secondaria è 1 A, la sezione trasversale del filo del nucleo del cavo non deve essere inferiore a 2,5 mm2.
3.7.14 La sezione trasversale del filo del nucleo del cavo del circuito secondario del trasformatore di tensione deve essere conforme alle seguenti normative:
1 La caduta di tensione collegata solo al misuratore a lancetta non deve essere superiore all'1,5% della tensione secondaria nominale.
2 La caduta di tensione dello strumento di misura della grandezza elettrica a campionamento CA integrato, dello strumento di visualizzazione digitale e del trasmettitore della grandezza elettrica ad esso collegati non deve essere superiore allo 0,5% della tensione secondaria nominale.
3 La caduta di tensione del contatore di energia elettrica collegato al livello di precisione pari o superiore a 0,5 non deve essere superiore allo 0,2% della tensione secondaria nominale.
4 L'errore riflesso dalla caduta di tensione consentita dovrebbe includere l'errore composito della differenza di rapporto e della differenza di angolo causata dall'induttanza mutua della tensione e dal filo del villaggio secondario e non dovrebbe essere solo una singola differenza di rapporto.
5 La sezione minima del filo del cavo non deve essere inferiore a 2,5 mm².
4. Sistema di gestione dell'energia dell'impianto
Il sistema di gestione dell'alimentazione Acrel-3000 per centrali idroelettriche è destinato a gruppi elettrogeni idroelettrici, trasformatori elevatori, circuiti di uscita, trasformatori di fabbrica e componenti a bassa tensione dell'alimentazione di fabbrica, schermi e batterie CC dei sistemi CC e unità di controllo locale (LCU) nelle centrali idroelettriche. Il monitoraggio centralizzato dei parametri elettrici e non elettrici della centrale elettrica può anche essere collegato all'unità di misura e controllo della protezione nella centrale per realizzare il monitoraggio della produzione e del consumo di energia, la gestione delle apparecchiature e la gestione del funzionamento e della manutenzione della centrale elettrica.
Figura 7 Misurazione elettrica del sistema CC e della batteria
① Panoramica dell'impianto e visualizzazione del diagramma unifilare
② Monitoraggio delle condizioni del generatore e del trasformatore
③ query dati
④ registrazione della sequenza di eventi
⑤ controllo e regolazione
⑥ Allarme anomalo
⑦ Statistiche e tabulazione
⑧ Gestione del dispositivo e gestione del funzionamento e della manutenzione
Inoltre, il sistema dispone di funzioni quali monitoraggio della batteria, monitoraggio video, report utente e gestione dei documenti. Può visualizzare lo stato operativo di ogni area della centrale elettrica in tempo reale tramite diagrammi unifilari, grafici a torta, grafici a barre, grafica 3D e APP mobili, in modo che i gestori possano tenersi aggiornati sulle condizioni operative della centrale elettrica.
5. Conclusion
La configurazione degli strumenti di misura della centrale idroelettrica e lo scopo progettuale del sistema di gestione dell'energia dell'impianto sono tutti volti a soddisfare le esigenze di un funzionamento sicuro ed economico della centrale idroelettrica e di un funzionamento commerciale dell'energia elettrica, garantendo precisione e affidabilità, tecnologia avanzata, monitoraggio conveniente e applicazione economica.
Data di pubblicazione: 29-04-2025