¿Cómo se utiliza el sistema de protección de arco en la protección del bus colector de un parque eólico?
Palabras clave: parque eólico; luz de arco; protección del bus colector
En las estaciones de refuerzo de los parques eólicos, los buses colectores de los parques eólicos con niveles de voltaje de 35 kV e inferiores ya no se instalarán con protección. , porque continúa el diseño del método de la red eléctrica anterior. Sin embargo, debido al gran número de líneas colectoras de bus eléctrico en los parques eólicos y a la corta distancia entre la tierra y los conductores trifásicos, los animales pequeños los dañan fácilmente. La calidad de fabricación del equipo es peor que la de los de alta potencia. equipos de voltaje, mal funcionamiento, entorno operativo deficiente, envejecimiento mecánico del equipo, reducción del aislamiento, etc. , la probabilidad de falla del bus colector del parque eólico es mayor que la de la subestación de la red eléctrica general. Durante mucho tiempo, se ha descuidado la protección del bus colector del parque eólico. La protección de respaldo con un gran retraso se utiliza generalmente para eliminar fallas del bus colector, que no pueden cumplir con los requisitos de operación del bus colector del parque eólico. provocando pérdidas a los inversores. En los últimos años, debido al rápido desarrollo de la generación de energía eólica, los equipos de disyuntores se han quemado gravemente por diversas razones y los disparos excesivos son comunes. También están aumentando los accidentes que dañan los transformadores principales debido a sobretensiones de corriente de cortocircuito externas. El manejo inadecuado de los accidentes puede convertirse en accidentes a gran escala en la red eléctrica, lo que ha atraído la atención del departamento de marketing de la red eléctrica. La mayor parte de esto se debe a que el parque eólico no está equipado con protección de bus colector, lo que genera fallas que no se pueden eliminar rápidamente. Para garantizar el funcionamiento estable de los equipos de disyuntores y transformadores de barras de parques eólicos, es urgente configurar una protección especial del colector en los parques eólicos de acuerdo con los requisitos de protección de relés.
1 Análisis de los indicadores de tiempo de resistencia del arco de gabinetes de circuito
Tabla l Grado de daño del equipo durante la duración del arco
Grado de daño al equipo durante la quema del arco
No hay daños evidentes en 35 ms. Generalmente, se puede poner en uso después de comprobar la resistencia del aislamiento.
Los equipos de 100ms sufren menos daños. Sólo es necesaria una limpieza o posibles reparaciones menores antes de volver a poner en funcionamiento el cuadro.
500ms El equipo está gravemente dañado. Los trabajadores en el sitio pueden sufrir lesiones graves. Algunos equipos deben reemplazarse antes de que puedan volver a ponerse en funcionamiento.
Tiempo de resistencia del arco del armario del disyuntor. El tiempo de arco especificado en el Apéndice AA de la norma IEC298 es de 100 ms. Actualmente, la mayoría de los gabinetes de disyuntores en parques eólicos se fabrican de acuerdo con la norma IEC298. Dado que las fallas de arco generalmente ocurren antes de que el disyuntor funcione y continúe ardiendo, la duración de la combustión es igual al tiempo de apertura del disyuntor más el tiempo de acción de protección. El tiempo de eliminación de la falla de cortocircuito debe ser inferior a 100 ms para evitar fallas de cortocircuito. de causar un daño mayor.
Investigación sobre medidas de protección contra fallas por cortocircuito del gabinete del disyuntor 2
2.1 Medidas de protección pasiva
El principio de esta medida es limitar el impacto de la falla arco, como aislar cada habitación de la unidad, fortalecer la estructura interna del gabinete del disyuntor, configurar canales de alivio de presión y placas de liberación, etc. Esta medida puede reducir ligeramente las pérdidas por falla del arco.
Tabla 2 Evaluación comparativa del aumento del tiempo y costo de la resistencia del arco
Tiempo de resistencia del arco proporcionado por el tablero
200 milisegundos 10%
100 % en 1 segundo
Sin embargo, si desea mejorar el tiempo de resistencia del arco del gabinete del disyuntor fortaleciendo la estructura interna, incurrirá en costos más altos.
2.2 Medidas de protección activa
Actualmente, las soluciones de protección de barras habitualmente utilizadas son:
2.2.1 Protección de respaldo de transformadores. Considerando la cooperación entre el alimentador y el interruptor seccional de barra, en circunstancias normales, el límite de tiempo de disparo de la protección se establece en 1. O-1,4 segundos, por lo que no es difícil concluir que no cumple con los requisitos.
2.2.2 Esquema de protección de bloqueo de protección de sobrecorriente de línea de colector. Esta solución mejora la velocidad de acción y el límite de tiempo de acción general es de 300 ~ 1400 ms. Obviamente, todavía no puede cumplir con el requisito de resolución de problemas en 100 ms.
2.2.3 Esquema de protección de barra colectora diferencial actual. Grupo diferencial actual 38 Petroquímica de Mongolia Interior 2014 No. 4
En el esquema de protección del bus eléctrico, el límite de tiempo de acción de protección es generalmente de 35,0 ms. Junto con el tiempo de apertura del disyuntor, esta velocidad sigue siendo demasiado. de alto durante 100 ms. Además, el esquema de protección de barras colectoras diferenciales de corriente tiene un cableado complejo y requisitos de alta precisión para los transformadores de corriente. Es muy difícil y costoso de instalar en barras colectoras con muchas líneas de colectores, como los parques eólicos. Obviamente, el esquema anterior no puede cumplir con los requisitos de cobertura de protección o eliminación rápida de fallas del bus colector. Existe una necesidad urgente de adoptar un nuevo sistema de protección del bus colector para resolver el problema de la expansión de fallas debido a la alta tasa de fallas del bus colector y al largo tiempo de eliminación. Durante la operación, lo que resulta en una gran cantidad de pérdidas económicas. El problema de la pérdida.
3 Sistema de protección de bus de arco y su aplicación
3.1 Características de las lámparas de arco
Cuando se genera un arco de aire, la potencia instantánea máxima puede alcanzar los 40 MW, y la temperatura interna puede aumentar a 65438+20000 ℃. La temperatura cuando se genera el arco y al final del arco puede alcanzar los 4500 °C (dentro del rango de voltaje medio), el voltaje máximo del arco puede alcanzar 500-1000 V y la intensidad de la luz del arco puede exceder la intensidad de iluminación normal. por 2000 veces. El sistema de protección de arco es un medio necesario para reducir eficazmente los riesgos de fallas. Los sistemas de protección de arco están desarrollados para interrumpir rápidamente las fallas de arco. Cuando ocurre una falla de arco en un interruptor de baja o media tensión, emite un comando de disparo rápido al disyuntor.
Cuando ocurre una falla de arco, el sistema de protección de arco puede localizar rápidamente la falla verificando y detectando el área de cobertura del sensor de arco. Hay dos tipos de sensores de detección de arco: sensores de fibra óptica bobinados, que pueden detectar señales de luz y transmitirlas a través de fibras ópticas, y sensores de tipo lente condensador dispuestos a intervalos.
3.2 Configuración del dispositivo de protección
El dispositivo BS622 adopta un diseño de host integrado y los sistemas de monitoreo de corriente, monitoreo de arco y procesamiento de señales se completan en un solo host. En comparación con el diseño dividido existente, se evitan fallas externas de la unidad actual del sistema y la confiabilidad del funcionamiento del sistema es mayor. Tiene los siguientes componentes: unidad principal, unidad de expansión y sensor de arco. El tiempo de acción del dispositivo de protección de arco es menor o igual a 2,5 ms. El dispositivo de protección de arco debe tener una función de localización de fallas y debe poder identificar la ubicación específica donde ocurre el arco. La función de autoprueba continua puede autoprobar la fuente de alimentación auxiliar del relé y conectar la fibra óptica para garantizar la confiabilidad del sistema. Se proporcionan dos métodos de detección de arco, a saber, sensor de fibra óptica en forma de anillo o sensor de lente. El sensor totalmente de fibra puede detectar la luz del arco y garantizar que no haya puntos ciegos en el área de protección.
3.3 Estado de la aplicación
La protección contra arco eléctrico se ha aplicado en más de 1.000 sistemas de protección de bajo voltaje en más de 20 países, incluida China. El sistema operativo más grande está equipado con 20 unidades principales y se ha aplicado a todas las áreas principales de generación, transmisión, distribución y uso de energía del sistema eléctrico.
El país con más aplicaciones de sistemas de protección contra arco eléctrico es Sudáfrica en África. Según las estadísticas, a finales de 2013 se habían puesto en funcionamiento más de 1.200 sistemas de protección de arco en todo el país, y el sistema más grande tenía 18 hosts.
En la Región Autónoma de Mongolia Interior, la Oficina de Suministro de Energía de Ulanqab, la Oficina de Suministro de Energía de Hohhot, la Oficina de Suministro de Energía de Bayannur y otras oficinas de suministro de energía de la ciudad de la liga han configurado sucesivamente la protección contra arco eléctrico, funcionando de manera estable y han comenzado una mayor promoción. . Algunos parques eólicos han comenzado a transformar la protección de barras de los sistemas colectores de baja tensión y aplicar protección contra arco bilsum.
4 Conclusión
Con la continua investigación y actualización de la tecnología optoelectrónica y de microcomputadoras, continúan surgiendo varios principios y dispositivos nuevos de protección de barras colectoras. Entre ellos, la protección contra arco es una protección de barra colectora desarrollada en base a las características de falla de los gabinetes de interruptores automáticos. Tiene una acción confiable y rápida, un principio simple, no requiere requisitos especiales para el equipo primario de la estación de refuerzo del parque eólico, se adapta a múltiples modos de operación y lo hace. no es necesario cambiar la protección en múltiples modos de funcionamiento y otras ventajas, lo que proporciona una solución ideal para las empresas de energía eólica.