Comment concevoir une sous-station intelligente de 110 kV

Avec le développement des sous-stations intelligentes, Les performances et les avantages des terminaux intelligents et des équipements de fusion ont été largement vérifiés, Mais certains problèmes ont également été exposés, comme: La configuration déraisonnable des unités fusionnées réduit la fiabilité du fonctionnement de l’équipement de protection, Le délai d’échantillonnage augmente le temps d’action de l’ensemble du groupe de protection, etc. Un schéma technique de “échantillonnage conventionnel + déclenchement GOOSE” pour les dispositifs de protection en 220 kV et plus a été proposé, qui a également une signification de référence pour la construction de 110 Sous-stations intelligentes kV.

1 Présentation générale de la conception

Dans la conception générale de dessins de construction modulaire pour les sous-stations intelligentes State Grid, 110 Les sous-stations kV sont souvent utilisées comme stations de charge terminales, avec une échelle de transformateur principal de 2 et un schéma typique de bus unique segmenté (bus unique trois segmentés) ou pont intérieur (Pont intérieur élargi) pour le câblage principal. Cet article prend le schéma 110-A3-3 d’expansion de la forme de connexion principale du pont interne comme exemple pour analyser la configuration de l’unité de fusion des jeux de barres.

1.1 Schéma général de configuration de l’unité de fusion

Dans le schéma général, l’échantillonnage de tension et de courant adopte la méthode de “transformateur conventionnel + unité de fusion”. Chaque intervalle de PT de jeu de barres est équipé d’un terminal intelligent et d’une unité de fusion; Deux terminaux intelligents intégrés pour la fusion d’unités sont installés à intervalles entre les lignes et les ponts internes; Un dispositif intégré intelligent est installé à intervalles réguliers du côté haute tension du transformateur principal; L’armoire intelligente du transformateur principal est équipée d’une borne intelligente et de deux unités de fusion. Du côté basse tension du transformateur principal, Chaque appareillage principal d’entrée est équipé de deux dispositifs intelligents intégrés. L’équipement basse tension n’a pas changé dans l’optimisation du schéma, donc aucune statistique ne sera faite.

1.2 Relation logique d’échantillonnage de tension

Selon les directives techniques pour les sous-stations intelligentes, La ligne, Pont intérieur, Dispositif de protection du transformateur principal, SV, et GOOSE suivent le principe de “acquisition directe et saut direct”, et sont transmises point à point par des câbles optiques. Selon la configuration finale à l’échelle du schéma de conception général, la relation logique d’échantillonnage de tension de l’équipement de protection est illustrée à la figure 1.

La ligne continue représente le câblage des câbles, tandis que la ligne pointillée représente le câblage du câble optique ou du câble de queue. L’échantillonnage de tension de l’unité de fusion à intervalle latéral haute tension de la ligne et du transformateur principal est transmis par le 9-2 Cascade de protocole de l’unité de fusion de jeux de barres, et peut être transféré à la protection de ligne correspondante, compteur, surcharge du transformateur principal et autres dispositifs à utiliser. L’échantillonnage de tension de la protection du transformateur principal, Commutation automatique de sauvegarde, et les dispositifs de délestage à faible cycle sont transmis directement point à point à partir de l’unité de fusion des jeux de barres.

Analyse des problèmes

Dans les sous-stations intelligentes, Bien que la fiabilité de la méthode de configuration de “transformateur conventionnel + unité de fusion” a été considérablement amélioré par rapport aux premiers “transformateur électronique + unité de fusion” mode, the overall reliability of the protection and measurement system has been reduced due to the increased software and hardware modules of the merging unit compared to traditional protection devices, et le risque accru de pannes. De plus,, Le mauvais environnement d’exploitation de l’aménagement sur site a entraîné une diminution de la fiabilité globale du système de protection et de mesure. Dans le schéma général de conception de la sous-station intelligente State Grid, le 110 kV n’est équipé que de 2 ensembles d’unités de fusion de jeux de barres selon l’échelle finale, et chaque ensemble d’appareils peut se connecter simultanément à 3 ensembles de tension de jeu de barres. Dans ce schéma de câblage, lorsqu’un ensemble d’unités fusionnées échoue, cela provoquera une alarme de la 1/2 Dispositif de protection du transformateur principal dans la station, ainsi qu’une alarme ou un verrouillage de la commutation automatique de secours, Mesure et contrôle, Appareils de mesure et autres appareils, avec une large gamme d’impact. Prise en compte du risque de défauts dans les unités de fusion de jeux de barres, State Grid Corporation of China a publié le “Spécification de conception standardisée pour les unités de fusion d’entrées analogiques et les bornes intelligentes dans les sous-stations intelligentes” dans 2016, proposant un schéma de configuration d’une unité de fusion par segment de jeu de barres pour une connexion à un seul jeu de barres à trois segments dans 110 Sous-stations kV, comme le montre la figure 1. Il y a encore plusieurs problèmes dans ce plan: (1) Lorsque deux transformateurs principaux sont construits dans la première phase et étendus dans la phase finale, Les unités de fusion de chaque configuration de jeu de barres sont connectées simultanément à trois ensembles de tension de jeu de barres, qui nécessite la mise hors tension de l’équipement de jeu de barres correspondant, l’augmentation des risques de construction et des difficultés techniques. (2) La défaillance d’une seule unité de fusion de jeux de barres entraînera au moins 2 ensembles de dispositifs de protection du transformateur principal pour l’alarme, ainsi que d’autres parties de la mesure et du contrôle de la protection, Appareils automatiques, compteurs d’électricité et autres équipements à déclencher ou à verrouiller, et la portée d’impact est encore relativement grande. (3) La tension d’échantillonnage de l’unité de fusion du jeu de barres au dispositif de protection du transformateur principal et la tension en cascade aux autres unités de fusion d’intervalle nécessitent un grand nombre de câbles optiques (câbles de queue) être connecté.

Plan d’optimisation

Selon l’échelle finale de l’ensemble de la station, Un dispositif parallèle de tension conventionnel sera installé dans le 110 Transformateurs de tension de bus kV I et III Armoires de commande PT pour obtenir une fonction de tension parallèle entre les jeux de barres adjacents. Deux unités de fusion de bus seront installées dans l’armoire de commande PT du bus II pour collecter la tension de trois sections de bus. Deux dispositifs intelligents intégrés sont installés sur la ligne, Pont intérieur, et intervalle latéral haute tension du transformateur principal. La configuration de l’unité de fusion de l’armoire intelligente du corps du transformateur principal est annulée, et la séquence zéro du point neutre et le courant d’écart sont connectés à l’unité de fusion à intervalle latéral haute tension du transformateur principal par des câbles. La relation logique de l’échantillonnage de tension pour les équipements au niveau du processus est simplifiée de manière appropriée.

La tension du bus est connectée à la ligne et au côté haute tension du transformateur principal par des câbles, et le circuit en cascade de l’unité de fusion des bus est annulé. L’échantillonnage de la tension de protection du transformateur principal est directement collecté du côté haute tension du transformateur principal point à point. L’échantillonnage des équipements publics tels que la commutation automatique de secours et le délestage à faible cycle peut être collecté directement à partir de l’unité de fusion de l’armoire de commande II bus PT. Pour réduire la plage d’impact des défauts dans l’unité de fusion, Deux unités de fusion de bus sont mises en place, et l’interface à fibre optique est raisonnablement affectée à d’autres équipements publics pour utilisation.

Par rapport au schéma de conception général, Les avantages de ce régime sont les suivants: (1) Fiabilité accrue du système de mesure et de contrôle de la protection de la couche d’intervalle. La tension du bus est connectée à la ligne et à l’unité de fusion d’intervalle du transformateur principal par des câbles, ce qui augmente la fiabilité du circuit et peut éviter les effets néfastes de l’échantillonnage et de la conversion causés par l’unité de fusion des bus, ainsi que les défaillances de l’appareil de protection et de mesure de cet intervalle. Lorsqu’une seule unité de fusion tombe en panne dans l’intervalle, Il ne provoquera une alarme que pour le seul ensemble de dispositifs de mesure et de contrôle de la protection du transformateur principal, et la portée de l’impact des défauts sera réduite de moitié. (2) Simplifiez le câblage du câble optique de l’unité de fusion des jeux de barres. Comparé à la figure 1, Figure 2 indique que la configuration des dispositifs de protection et automatiques reste inchangée. Le nombre d’équipements de couche de traitement (y compris 2 Dispositifs parallèles conventionnels) est réduit de 2, et le nombre de ports optiques occupés par l’unité de fusion de bus est réduit de 22 À 7. (3) La construction est pratique et la portée des pannes de courant est limitée lors de l’extension du jeu de barres III. Seul le jeu de barres II doit coopérer avec la panne de courant, sans modifier l’équipement du jeu de barres en I. (4) Réduire les coûts d’achat d’équipement. Le plan amélioré réduit le nombre d’équipements de couche de traitement de 2 Unités, et le prix de 2 les dispositifs parallèles de tension conventionnels sont nettement inférieurs à ceux de l’équipement unitaire fusionné, ce qui entraîne une réduction globale des coûts. Lorsque le 110 Le compteur d’énergie de l’équipement kV est placé dans la salle de contrôle intelligente, Des compteurs d’entrée analogiques peuvent être utilisés, ce qui est beaucoup moins cher que les compteurs d’entrée numériques et réduit encore le coût de l’équipement d’ingénierie.

Les lacunes comprennent: (1) Une augmentation du nombre d’équipements installés dans l’armoire de commande du jeu de barres. Pour le schéma A3-3, en raison de la fusion de la disposition de l’intervalle côté haute tension du transformateur principal et de l’intervalle PT du jeu de barres, L’armoire de commande du jeu de barres doit installer à la fois l’unité de fusion d’intervalle de transformateur principal et l’unité de fusion de jeux de barres, ainsi que des équipements terminaux intelligents. Le schéma de conception universelle original nécessitait l’installation de trois dispositifs dans chaque armoire de commande de jeu de barres; Le plan d’optimisation nécessite l’installation de 4 appareils dans les armoires de commande des bus I et III, et 5 appareils dans l’armoire de commande du bus II. Pendant la conception du dessin de construction, il est possible de communiquer avec le fabricant de l’équipement SIG pour augmenter la taille de l’armoire ou installer une armoire de protection à l’intérieur de la salle SIG. (2) Une fois que le circuit de tension adopte une connexion par câble à l’unité intelligente d’intervalle de ligne, Des circuits de câblage d’armoire supplémentaires et des interrupteurs d’air de tension et d’autres accessoires seront ajoutés, mais la quantité n’est pas grande et le câblage du circuit est simple, qui a peu d’impact sur le processus de construction.

Le 110 kV est équipé d’un dispositif conventionnel de tension parallèle, et l’échantillonnage de tension de la ligne et de la protection du transformateur principal est connecté à l’unité de fusion d’intervalle correspondante par des câbles. Cela présente des avantages évidents en améliorant la fiabilité globale du système de protection et de mesure et en réduisant la plage d’impact des défauts d’une seule unité de fusion sur le dispositif de protection. En même temps, Deux unités de fusion de jeux de barres sont mises en place pour collecter la tension du 110 jeu de barres kV séparément, pour une utilisation par d’autres équipements publics tels que la commutation automatique de secours, qui peuvent répondre aux caractéristiques techniques de la collecte numérique et du partage de données dans des sous-stations intelligentes.

Capteur de température à fibre optique, Système de surveillance intelligent, Fabricant de fibre optique distribuée en Chine