Aplicação no Projeto da Subestação Dongting da Empresa de Tecnologia Hebei Guanyi Rongxin
Resumo: Com a crescente demanda por eletricidade, os requisitos de confiabilidade do fornecimento de energia do sistema elétrico estão se tornando cada vez mais rigorosos, sendo que muitos sistemas de fornecimento de energia possuem duas ou mais linhas de alimentação. Dispositivos de comutação automática para alimentação de reserva podem melhorar efetivamente a confiabilidade do fornecimento de energia. Esse tipo de dispositivo pode ativar a alimentação de reserva de forma automática e rápida ou alternar o usuário para a alimentação de reserva após a desconexão da alimentação principal devido a uma falha. Este artigo apresenta o dispositivo de comutação automática de baixa tensão AM5-DB para alimentação de reserva, que pode fornecer funções de proteção adequadas para diferentes modos de alimentação no projeto da subestação de Dongting, melhorando significativamente a confiabilidade, a segurança e a qualidade do fornecimento de energia da subestação. Isso contribui para a automação completa da subestação e para a operação sem pessoal ou com um número reduzido de pessoas em serviço.
Palavras-chave: Confiabilidade; comutação automática de fonte de alimentação de reserva; dispositivo de comutação automática de baixa tensão para fonte de alimentação de reserva
1. Visão Geral do Projeto
Este projeto consiste na construção da nova subestação de 500 kV de Dongting, Hunan. O principal componente do projeto é o painel de distribuição de baixa tensão da subestação, incluindo três entradas para transformadores de subestação e um contato. O transformador da subestação nº 0 possui tensão de 10 kV/0,4 kV, enquanto os transformadores das subestações nº 1 e nº 2 possuem tensão de 35 kV/0,4 kV. Quando um transformador de subestação é desligado, o transformador de reserva deve ser capaz de comutar automaticamente para a seção da barra de trabalho desenergizada para manter o fornecimento de energia. Além disso, quando a barra de trabalho de baixa tensão da subestação estiver equipada com dispositivos de autocomutação, deverá possuir a função de bloqueio de falha da barra de baixa tensão com autocomutação de reserva.
O dispositivo de comutação automática de reserva de baixa tensão para este projeto é fornecido pela Acrel Electric, e a Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. é responsável pela construção, operação e manutenção. A Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. é uma empresa abrangente de serviços em tecnologia de energia, dedicada à pesquisa e desenvolvimento, produção e venda de equipamentos de economia de energia para salas de servidores inteligentes, sistemas inteligentes de gerenciamento de baterias, sistemas de armazenamento de energia, produtos para redes inteligentes, desenvolvimento, investimento, construção e operação de projetos de novas energias, serviços de empreitada geral para projetos de engenharia de energia elétrica e serviços de operação e manutenção de energia elétrica, entre outros. A empresa é composta por centro de marketing, centro de P&D, centro de design, centro de produção, centro de engenharia, centro de operações, centro financeiro e centro integrado, possuindo um sistema de gestão completo e inovando constantemente para aprimorar a competitividade da empresa. A empresa alcançou um desenvolvimento rápido, estável e saudável por meio do progresso tecnológico, gestão científica e excelência em serviços.
2. Demanda do produto
O diagrama principal da fiação elétrica deste projeto é mostrado na Figura 1, e um total dos dois métodos de lógica de autoaprovisionamento a seguir precisam ser implementados:
Figura 1. Diagrama da fiação elétrica principal
Método de controle 1: as estações #0 e #2 são colocadas em operação, enquanto a estação #1 não é colocada em operação.
(1) Durante a operação normal, 2QF está fechado, 5QF está fechado, 3QF e 4QF estão desconectados. Nesse momento, o transformador da subestação nº 2 opera com duas seções de barramento (subestação nº 1 para alimentação de emergência, operação manual, 1QF desconectado por padrão). Quando o dispositivo de comutação automática para alimentação de reserva detecta a tensão, a corrente e o estado do disjuntor nesse momento, após um certo atraso, o carregamento automático de reserva entra no estado de preparação.
(2) Quando a tensão da linha de entrada do transformador da subestação nº 2 estiver anormal e a chave automática de reserva detectar que não há tensão ou corrente no transformador da subestação nº 2, o disjuntor de entrada 2QF e o disjuntor da barra 5QF do transformador da subestação nº 2 serão desconectados. Em seguida, a chave automática de reserva fechará os disjuntores 3QF e 4QF do transformador da subestação nº 0. Nesse momento, o transformador da subestação nº 0 acionará duas seções da barra.
(3) Quando a tensão de entrada do transformador da estação nº 2 retornar ao normal e o dispositivo de comutação automática para alimentação de reserva detectar a tensão da linha de entrada 2, o dispositivo estará pronto para carregar e retomar o fornecimento de energia da linha de entrada nº 2. Após a conclusão do carregamento, o dispositivo desconectará as chaves QF3 e QF4 do disjuntor do transformador da estação nº 0, fechará o disjuntor de entrada 2QF e o disjuntor da barra 5QF do transformador da estação nº 2 e restaurará toda a seção da estação nº 2.
Método de controle 2: as estações #1, #0 e #2 são colocadas em operação.
(1) Durante a operação normal: linha de entrada do transformador da subestação nº 1 com barramento da seção I, linha de entrada do transformador da subestação nº 2 com barramento da seção II, ou seja, 1QF, 2QF estão conectados, 3QF, 4QF, 5QF estão desconectados. Quando o dispositivo de comutação automática de reserva detecta a tensão, a corrente e o estado do disjuntor neste momento, após um certo atraso, o carregamento automático de reserva entra no estado de preparação.
(2) A tensão da linha de entrada 1 está anormal e depois retorna ao normal:
① Quando a tensão da linha de entrada 1QF estiver anormal e o dispositivo de comutação automática para alimentação de reserva detectar que o transformador da subestação nº 1 não possui tensão ou corrente, a chave da linha de entrada 1QF é desconectada e, em seguida, a chave 3QF do transformador da subestação nº 0 é fechada para fornecer energia à barra de distribuição da seção I a partir do transformador da subestação nº 0. (Entre elas, a chave da barra de distribuição 5QF serve como chave de manutenção manual).
② Quando o dispositivo de comutação automática da fonte de alimentação de reserva detectar que a linha de entrada 1 retornou à tensão normal, a chave de alimentação de reserva estará pronta para retomar o funcionamento.
Carregamento a partir da linha de entrada nº 1. Após a conclusão do carregamento, desconecte a chave 3QF da chave automática de reserva, feche a chave 1QF e restaure a barra de distribuição da seção I do transformador da estação nº 1.
(3) A tensão da linha de entrada 2 está anormal e depois retorna ao normal:
① Quando a tensão da linha de entrada 2QF estiver anormal e o dispositivo de comutação automática para alimentação de reserva detectar que o transformador da subestação nº 2 não possui tensão ou corrente, a chave da linha de entrada 2QF é desconectada e, em seguida, a chave 4QF do transformador da subestação nº 0 é fechada para fornecer energia à barra de distribuição da seção II a partir do transformador da subestação nº 0. (Entre elas, a chave da barra de distribuição 5QF serve como chave de manutenção manual).
② Quando o dispositivo de comutação automática para alimentação de reserva detectar que a linha de entrada 2 retornou à tensão normal, a chave de alimentação de reserva estará pronta para retomar o carregamento a partir da linha de entrada 2. Após a conclusão do carregamento, desconecte 4QF da chave automática de reserva, feche 2QF e restaure a barra de distribuição da seção II do transformador da subestação 2.
3. Soluções de Produtos
Existem três linhas de entrada de transformadores de subestação, uma barra de distribuição, utilizando um sistema de barra única, equipadas com dois dispositivos de proteção de comutação automática de baixa tensão AM5-DB para alimentação de reserva, instalados nos gabinetes 3QF e 4QF. Um diagrama esquemático secundário com intertravamento é elaborado de acordo com o modo de alimentação, e um programa específico é desenvolvido para realizar a comutação mútua das fontes de alimentação principal e de reserva.
O esquema de projeto para o terminal traseiro do dispositivo é o seguinte:
Figura 2. Diagrama dos terminais traseiros do dispositivo de comutação automática de baixa tensão AM5-DB para fonte de alimentação de reserva.
4. Fotos da instalação no local
O dispositivo de proteção de comutação automática de baixa tensão AM5-DB para alimentação de reserva deste projeto foi instalado no painel de distribuição de baixa tensão de forma descentralizada localmente, conforme mostrado na figura a seguir. O projeto está em operação desde 2023 e funciona normalmente.
Figura 3. Imagem da instalação do dispositivo de proteção de comutação automática de baixa tensão AM5-DB para fonte de alimentação de reserva.
5. Conclusão
O fornecimento de energia na China depende principalmente da Rede Estatal, e o déficit de energia está em constante crescimento, especialmente durante os períodos de pico de consumo, quando a escassez de energia é severa. Portanto, muitas grandes empresas construíram suas próprias usinas ou equiparam seus geradores. O dispositivo de comutação automática para alimentação de reserva garante o fornecimento ininterrupto de energia e melhora a confiabilidade do sistema, tornando-se uma parte importante dos circuitos de proteção e controle na engenharia de distribuição moderna. O projeto de distribuição da subestação de 500 kV de Dongting, apresentado neste artigo, utiliza o dispositivo de proteção de comutação automática de baixa tensão AM5-DB para alimentação de reserva, fornecendo funções de proteção adequadas para diferentes métodos de alimentação. Isso não apenas melhorou a confiabilidade do fornecimento de energia e alcançou a automação completa de todo o projeto de distribuição, como também reduziu efetivamente a carga de trabalho dos operários.
Referências:
[1] Manual de Projeto e Aplicação de Microrredes da Acrel Enterprise. Versão 2020.6
[2] Atlas de princípios secundários do projeto e produto do sistema de distribuição de energia inteligente da subestação Acrel 35KV e subsequente. Versão 2020. Outubro.
[3] Solução integrada de automação, operação e manutenção da subestação de assinantes da Acrel. Versão 2021. Novembro
Data da publicação: 02 de maio de 2025