水力発電所 測定装置 構成 選択 発電所の電力管理システム

NB/T 10861-2021「水力発電所の測定装置の構成に関する設計仕様」は、水力発電所の測定装置の構成に関する詳細な要件とガイダンスを提供します。測定装置は水力発電の運転監視の重要な部分です。水力発電所の測定は、主に電気量測定と非電気量測定に分けられます。電気測定とは、電流、電圧、周波数、力率、電力などを含む、電気によるリアルタイムの電気パラメータの測定を指します。有効/無効電力、有効/無効エネルギーなど。非電力測定とは、温度、速度、圧力、液面、開度などを含む、非電力を変換する送信機の使用を指します。このエッセイでは、測定デバイスと消費電力についてのみ説明します。規格に準拠した水力発電所の管理システムであり、水力発電所のマイコン保護構成は含まれません。

1.一般規定

1.0.1 この仕様は、水力発電所における計測機器の構成設計を標準化し、水力発電所の長期的かつ安全かつ安定した運転を確保し、水力発電所全体の総合的な経済効果を向上させることを目的として策定される。

1.0.2 この仕様は、水力発電所の新設、改築、増設の計測装置の構成設計に適用する。

1.0.3 水力発電所の計測機器の構成設計には、審査に合格した新技術や製品を積極的に採用する必要がある。

1.0.4 水力発電所の測定装置の構成と設計は、発電所で収集される情報量と情報収集方法に関する電力システムの要件を満たさなければなりません。

1.0.5 水力発電所の測定装置の構成設計は、この規定に準拠するだけでなく、現在の関連する国家規格にも準拠しなければなりません。

2.用語

2.0.1 電気測定

電気によるリアルタイム電気パラメータの測定。

2.0.2 エネルギー計測

電気エネルギーパラメータの測定。

2.0.3 一般的な電気計測器

水力発電所では指針式メーターやデジタルメーターなどが使用されることが多いです。

2.0.4 指針式メーター

指針と目盛りの関係により、メーターの測定値を示します。

2.0.5 デジタル式メーター

ディスプレイにはメーターの測定値をデジタルで直接表示できます。

2.0.6 電力量計

有効および/または無効電気エネルギー データを測定する機器。

2.0.7 インテリジェント AC サンプリング デバイス

AC周波数電力サンプリング、電圧、電流、有効電力、無効電力、力率、周波数、有効電力、無効電力およびその他のパラメータを取得する処理のためにデータ処理ユニットに直接送信され、標準通信インターフェースを介して多機能出力インテリジェントメーター。

2.0.8 トランスデューサ

直流電流、直流電圧、またはデジタル信号デバイスの変換によって測定されます。

2.0.9 測定器の精度クラス

特定の測定要件を満たす測定器および/またはアクセサリは、許容誤差や変化が指定されたレベルの制限内に確実に収まるように設計されています。

2.0.10 自動化コンポーネント

水力発電所における状態データの監視、アクションの実行のためのコンポーネントおよび/またはデバイス。

2.0.11 非電力測定

温度、圧力、速度、変位、流量、レベル、振動、振り子、その他の非電気リアルタイムパラメータの測定。

3.電気測定と電力測定

 

電気測定対象には、水力発電機/発電電動機、主変圧器、送電線、母線、プラント変圧器、直流システムなどが含まれます。図1は水力発電所の電気配線の概略図であり、水力発電機の電気配線を示しています。セット、主変圧器、ライン、プラント電源変圧器。

図1 水力発電所の電気配線の模式図

3.1 水力発電機/発電電動機の電気測定と電力量計量。

3.1.2 発電電動機の静的可変周波数始動装置は、次の項目を測定する必要があります。

3.1.3 水力発電機/発電モーターは、有効電力量と無効電力量を測定するものとします。位相変調で運転できる水力発電機は、双方向の有効電力を測定する必要があります。進相される可能性のある水力発電機は、双方向の無効電力で測定する必要があります。発電電動機は双方向有効電力と双方向無効電力を測定する必要があります。

3.1.4 位相変調で運転できる水力発電機の場合は、両方向の有効電力を測定するものとする。位相を進めて運転できる水力発電機の場合は、両方向の電力を測定する必要があります。発電機モーターは、両方向の有効電力と無効電力を測定する必要があります。

3.1.5 電力システムの有効電力角度を測定する場合、発電機の電力角度を測定する必要があります。

3.1.6 励磁変圧器の高電圧側では、三相電流、有効電力、無効電力を測定する必要があります。

水力発電機と励磁変圧器の監視構成を図2に、機器選定を図1に示します。

図2 水力発電機の電気計測構成

表1 水力発電機と励磁変圧器の監視選定

3.2 昇圧送電システムの電気計測と電力量計量

3.2.1 主変圧器の測定項目と電力測定項目は、次の要件を満たす必要があります。

1 二重巻線変圧器は高圧側で三相電流、有効電力、無効電力を測定し、変圧器の片側で有効電力量と無効電力量を測定します。

２ 三巻変圧器又は単巻変圧器は、三側の三相電流、有効電力及び無効電力を測定し、三側の有効電力量及び無効電力量を測定しなければならない。単巻変圧器の共通巻線は三相電流を測定する必要があります。

3 発電ユニットがユニットとして配線されているが、発電機に遮断器がある場合は、低圧側線間電圧および三相電圧を測定する必要があります。

４ 有接点変圧器の両側で有効電力及び無効電力を測定し、有効電力量及び無効電力量を測定すること。

5 電力の送受信が可能な場合には、両方向の有効電力を測定し、両方向の有効電力量を測定すること。遅相および進相での運転が可能な場合は、両方向の無効電力を測定し、両方向の無効電力を測定する必要があります。

図3 水力発電所の主変圧器の電気測定構成

表 2 主変圧器監視の選択

3.2.2 ライン測定項目は次の要件を満たす必要があります。

1 6.3kV ～ 66kV の線路では単相電流を測定する必要がありますが、条件が許せば二相電流または三相電流を測定できます。

2 35kV および 66kV 線路は有効電力を測定する必要があり、条件が許せば 6.3kV ～ 66kV 線路でも有効電力と無効電力を測定できます。

3 110kV 以上の送電線では、三相電流、有効電力、無効電力を測定する必要があります。

4 6.3kV 以上の回線は有効電力量と無効電力量を測定する必要があります。

5 送電及び受電を行う可能性がある線路では、両方向の有効電力を測定し、両方向の有効電力量を測定すること。

6 線路が遅れたり進んだりする可能性がある場合は、両方向の無効電力を測定し、両方向の無効電力を測定する必要があります。

7 電力システムで必要な場合、昇圧ステーションの線路の電力角を測定する必要があります。

図4 水力発電所送電線の電気計測構成

表 3 ライン測定の選択

3.2.3 バスバーの測定項目は次の要件を満たす必要があります。

1 6.3kV 以上の発電機電圧母線および 35kV、66kV 母線は、母線電圧と周波数を測定し、同時に三相電圧を測定する必要があります。

2 110kV 以上のバスは 3 つの線間電圧と周波数を測定する必要があります。

3 6.3kV 以上の母線接続遮断器、母線区間遮断器、内橋遮断器、外橋遮断器は交流電流を、110kV 以上は三相電流を測定すること。

4 三相電流は、3/2 配線、4/3 配線、コーナー配線の遮断器回路ごとに測定する必要があります。

5 バイパス遮断器、バスタイまたはセクションおよびバイパス遮断器、および 35kV 以上の外橋遮断器は、有効電力と無効電力を測定し、有効電力量と無効電力量を測定する必要があります。電力の送受信が可能な場合は、有効電力が測定されます。両方向の電力を測定し、両方向の有効エネルギーを測定する必要があります。遅相および進相動作の場合、両方向の無効電力と両方向の無効電力を測定する必要があります。

図5 水力発電所における母線の電気測定構成

表 4 バス測定の選択

3.2.4 110kV 以上の分路リアクトル群については三相電流と無効電力を測定し、無効電力を測定すること。6.3kV～66kVの分路リアクトル回路ではAC電流を測定する必要があります。

表 5 リアクトル測定の選択

3.3 プラント電力システムの電気計測とエネルギー計測

3.3.1 AC 電流、有効電力、および有効エネルギーは、工場出荷時の電源変圧器の高圧側で測定する必要があります。高圧側に測定条件がない場合は、低圧側で測定することができます。

3.3.2 工場電気の動作母線の AC 電圧を測定する必要があります。中性点が効果的に接地されていない場合、

線間電圧および三相電圧。中性点が効果的に接地されている場合、3 つの線間電圧を測定するものとします。

3.3.3 工場エリアの電源ラインの三相電流を測定する必要があり、電力量測定のニーズに応じて有効電力量を測定できます。

3.3.4 三相電流は、照明負荷のある 50kVA 以上の商用電源変圧器について測定する必要があります。

3.3.5 少なくとも55kW以上のモータ回路については単相電流を測定する必要があります。

3.3.6 工場出荷変圧器の低圧側が 0.4kV 三相 4 線式の場合は、三相電流を測定する必要があります。

3.3.7 工場電源用のセクションサーキットブレーカーは、単相電流を測定するものとします。

3.3.8 ディーゼル発電機は、三相電流、三相電圧、有効電力を測定し、有効エネルギーを測定する必要があります。

図6 水力発電所の商用電源系統の電気計測構成

表 6 プラント電力システムの電気測定構成の選択

3.4 直流電源システムの電気測定

3.4.1 直流電源システムは次の項目を測定するものとする。

1 降圧デバイスなしの DC システムバス電圧。

2 DC システムの閉母線電圧と降圧装置による制御母線電圧。

3 充電装置は電圧と電流を出力します。

4 バッテリーパックの電圧と電流。

3.4.2 バッテリー回路は浮遊充電電流を測定する必要があります。

3.4.3 固定式制御弁式鉛蓄電池を使用する場合には、検査により単電池または組電池の電圧を測定することが望ましい。

3.4.4 DC 配電盤はバス電圧を測定する必要があります。

3.4.5 DC バス絶縁試験は、現在の業界標準「水力発電所における DC 電源システムの設計基準」NB/T 10606 の関連規定に準拠するものとします。

3.4.6 DC 電源システムにマイコン監視装置が装備されている場合、従来の測定器では DC バス電圧とバッテリー電圧しか測定できません。

3.5 無停電電源装置 (UPS) の電気測定

3.5.1 UPS は次の項目を測定する必要があります。

1 出力電圧。

2 出力周波数。

3 出力電力または電流。

3.5.2 UPS の主配電盤は、流入電流、バス電圧、周波数を測定する必要があります。

3.5.3 UPS 配電盤はバス電圧を測定できます。

図 7 DC システムとバッテリーの電気測定

表 7 DC システム測定の選択

3.6 一般的に測定される電気測定器および電力量測定器

3. 6.1 電気測定器の設定は、次の要件を満たす必要があります。

1 日常試験用の電気測定器の設定は、電気設備の動作パラメータを正確に反映できなければなりません。

２ 遠隔伝送機能が必要な場合には、データ通信又はアナログ出力により電気パラメータを伝送する電気測定器を構成すること。

3 油圧発電機、発電電動機、二重巻線主変圧器高圧側、三巻線主変圧器高圧側、中圧側、低圧側、線路遮断器と母線のセクションを置き換えることができます。タイサーキットブレーカー、アウターブリッジサーキットブレーカー、アングル接続サーキットブレーカーおよびラインには、ACサンプリング電力用の包括的な測定機器を装備する必要があります。工場の電源変圧器や工場の電力システムの配電回路には、AC サンプリング用の包括的な測定器を装備できます。

3.6.2 アナログ画面の通常の測定器の設定は、次の要件を満たす必要があります。

1 コンピュータ監視システムにアナログ画面がない場合、制御室は日常の測定器を中止する必要があります。コンピュータ監視システムにアナログ画面が装備されている場合、アナログ画面上の頻繁に測定される機器は簡素化され、コンピュータ駆動のデジタル機器を使用できます。

2 シミュレーション画面には次の電気測定器を設置する必要があります。

1) 水力発電機および発電電動機の有効電力計および無効電力計。

2) 電圧 110kV 以上の線路用の有効電力計および無効電力計。電圧 35kV 以上および 110kV 未満の送電線用の有効電力計。

3 ) 35kV 以上のバス用の線路電圧計および周波数計。

4 ) プラント全体の総有効電力計と総無効電力計。

5) 進相または位相変調で動作する水力発電機に設置された双方向無効電力計または有効電力計。双方向有効電力計と無効電力計は、発電電動機や電気を送受信する線路に設置されます。パワーメーター。

6 ) その他の測定器。

3.6.3 ユニットのローカル制御装置には、交流サンプリング電力総合測定器、有効電力送信機、無効電力送信機および必要に応じて固定子交流電圧送信機を装備する必要があります。

3.6.4 励起スクリーンには、励起電流と励起電圧を測定するための DC 送信機が装備されている必要があります。

3.6.5 交換局や公共設備などの現場制御装置には、AC サンプリング電力および/または電力送信機用の包括的な測定器を装備する必要があり、その他の従来の電気測定器は構成できません。

3.6.6 工場の電力システムの開閉装置内の電気測定器の構成は、次の要件を満たさなければなりません。

1 工場出荷時の変圧器の高圧側の開閉装置には、従来の単相電流計と単相 AC 電流送信機、または AC サンプリング電力用の総合スター測定器を装備する必要があります。プラントの変圧器の高圧側の開閉装置が変流器の定格一次電流の 30% 未満である場合、従来の電流計、交流サンプリング電力の総合測定器または交流電流送信機を設置できます。プラントの電力変圧器の低圧側の開閉装置。

2 電源変圧器の低圧側が 0.4kV 三相 4 線式の場合、電源変圧器の低圧側の開閉装置には従来の三相電流計と単相交流電流計を備えなければなりません。送信機、または AC プロクターサンプル電力測定器。

３ 母線変圧器のキャビネットには、母線電圧を測定するための交流電圧発信器又は交流サンプリング電気総合測定器を設けること。中性点非有効接地システムでは、バス電圧変圧器キャビネットに、線間電圧と三相電圧を測定するための切り替えスイッチと電圧計を装備する必要があります。中性点有効接地システムでは、バス電圧変圧器キャビネットは次のことができます。 3 つの線間電圧を測定するための切り替えスイッチと電圧計が装備されていること。

４ 母線遮断器盤及び発電所電力系統のき電盤の各き電回路に電流計を設置し、母線遮断器盤には交流電流伝送器を設けること。

3.6.7 ディーゼル発電機の制御盤には、AC サンプリング電力用の包括的な測定器を装備する必要があります。

3.6.8 次の回路には多機能電力量計を装備する必要があります。

1 水力発電機および発電電動機の固定子回路。

2 2 巻線主変圧器の 1 面および 3 巻線主変圧器の 3 面。

6.3kV以上の3回線。

4 バイパスサーキットブレーカー、バスタイ、およびバイパスサーキットブレーカー回路。

5 工場出荷時の電源トランスの片側。

6 外部セキュリティ電源の受電回路。

7 電力量を測定する必要があるその他の回路。

3.6.9 従来の電気測定器および電力量測定器の種類の選択および性能は、次の要件を満たす必要があります。

1 実効的に接地されていない中性点の電力測定は三相四線接続の交流サンプリング電力総合測定器を採用し、電力測定は三相三線式の計算方法とする。有効電力および無効電力の伝送器は三相 3 線式とし、電力量測定には三相 3 線式の多機能電力量計を使用できます。

2 中性点有効接地の電力測定には三相四線式交流サンプリング電力総合測定器と有効無効電力伝送器を採用し、電力量測定には三相四線式多機能電力量を使用する必要がある。メーター。

従来の電気測定器の精度に対する最低要求事項は、表 3.6.9-1 の規定に従うものとする。

注: ★交流サンプリング電気量総合測定器を電力量測定以外の他の電気系統の交流電流・電圧測定に使用する場合、その精度の最小要件は0.5です。

送信機、測定用変圧器および測定用分路の最小精度要件は、表 3.6.9-2 の要件を満たすものとします。

５ 指針式測定器の測定範囲は、電力機器の定格値が目盛の約２／３を示す範囲とする。電力値または両側の場合は、目盛の中央にゼロ目盛がある指針計器を選択する必要があります。

6 発信器の公称出力値は 4mA ～ 20mA DC または 4mA ～ 12mA ～ 20mA DC である必要があり、公称値の上限は測定される定格値の 1.2 倍から 1.3 倍を表し、校正に適切な整数を取る必要があります。 。送信機に接続されたポインター計器のフルスケール値は、校正された測定値と一致している必要があり、接続されたデジタル計器とコンピュータ監視システムモジュールは、ここで校正された測定値に従って校正される必要があります。

７ 多機能電力量計の最低精度要求事項は、表 3.6.9-3 の規定によること。

8 多機能電力量計は、圧力損失の記録とタイミングの機能を備えていること。多機能電力量計が補助電​​源を採用している場合、補助電源が停電した後、停電の回数と日付の記録が必要です。

9 出力および通信インターフェースは、次の要件を満たさなければなりません。

1) 電力伝送器はアナログ出力に加えて、データ通信インターフェースの出力モードも同時に持つことができます。通信と Shixin プロトコルの物理的な接続は、コンピュータ監視システムの要件を満たしている必要があります。

2) AC サンプリング電力統合測定器はデータ通信インターフェースの出力モードを備え、通信の物理接続と通信プロトコルはコンピュータ監視システムの要件を満たさなければなりません。ディスパッチング自動化システムがリモート ワークステーションの情報を直接送信する必要がある場合、AC 電力サンプリング統合測定器は別の通信インターフェイスを追加する必要があり、物理接続と通信プロトコルはリモート ワークステーションの要件を満たす必要があります。

3) 多機能電力量計は、データ通信インターフェース出力モードを備えている必要があります。ディスパッチ自動化システムがデータの収集と直接配信を必要とする場合、2 つのデータ通信インターフェイスを提供する必要があり、それぞれがコンピュータ監視システムとディスパッチ データ ネットワークの通信物理接続と通信プロトコルの要件を満たしている必要があります。

10 発信器、交流サンプリング電力総合計測器、多機能電力量計及びデジタル表示器の補助電源は、直流電源又は無停電電源装置を使用すること。

11 システムのゲートウェイにおける電力量計の構成は、現在の業界標準「電力量計測装置の技術管理規則」DUT448 および「電力量計測システムの設計に関する技術規則」DL/T5202 および端末の端末に準拠する必要があります。アクセスシステム設計規則におけるネットワークおよび電力料金請求システム。

表8 発信器、デジタル計器、多機能電力量計等の選定パラメータ

3.7 電気計測および電力量計測の二次配線

3.7.1 系統の出入口にある電力量計には、特殊な変流器、変圧器または変圧器用の特殊な二次巻線を備え、電力量計測に関係のない機器には接続しないこと。

3.7.2 システムゲートウェイの電力量計に使用される変流器の精度レベルの選択は、本仕様書の第 3.6.9 条の第 7 項に従って実行されるものとします。

3.7.3 110kV 以上の配電設備、100MW 以上の水力発電機および発電電動機は、定格二次電流 1A の変流器を使用する必要があります。

3.7.4 変流器の二次巻線に接続される実際の負荷は、定格二次負荷の 25% ～ 100% の範囲内であることが保証される必要があります。

3.7.5 変圧器の主二次巻線の定格二次線間電圧は 100V である必要があります。

3.7.6 変圧器の二次巻線に接続される実際の負荷は、定格二次負荷の 25% ～ 100% の範囲内であることが保証される必要があります。

3.7.7 システムゲートウェイにおける電力量計用変流器の二次配線は、相分離配線方式を採用すること。発電機出口の電力量計やその他の電力量計に三相４ツイスト電力量計を使用する場合、変流器をスター結線することができます。三相三線式電力量計を使用する場合、変流器は不完全スター結線で接続できます。

3.7.8 変流器の同一二次巻線に複数の計測器を接続する場合、計測器の配線の順序は、電力量計測器、指示表示器、交流サンプリング電気総合計測器、電気量発信器の順とする。変流器の二次配線がスター結線または不完全スター結線を採用している場合、機器の接続端子形成後にスター結線点を端子台に導かず、各相の電流を端子に導出する必要があります。ブロック。端子台に星型を形成します。

3.7.9 電力量計専用の変流器の二次巻線および特殊変圧器の二次回路については、接続箱を電力量計の端子に接続する前にテストし、オンを容易にする必要があります。現場でのメーターの校正と負荷を伴うメーターの交換。

3.7.10 圧力変圧器の二次側には低圧遮断器を設置してください。二次側を分岐回路で引き出す場合は、それぞれの分岐回路を独立して設置してください。

3.7.11 変流器の二次回路には、接地点が 1 つだけある必要があります。変流器が電気測定または電力量測定専用の場合、配電装置の端子列を介して 1 点で接地する必要があります。他の機器と共用する場合 変流器を使用する場合、変流器の接地方法は、現在の業界標準「水力発電所の二次配線の設計基準」NB/T 35076 の関連規定に準拠する必要があります。

3.7.12 変圧器スター結線の二次巻線は中性点一点接地方式を採用し、中性点接地線は断線の可能性のある機器と直列に接続しないでください。変圧器を電気測定または電力量測定に使用する場合 変圧器を他の機器と共用する場合、変圧器の接地方法は現在の業界標準「水力発電所の二次配線設計基準」の関連規定に準拠する必要があります。 NB/T 35076。

3.7.13 変流器の二次電流回路のケーブル心線の断面積は、変流器の定格二次負荷に応じて計算する必要があります。二次電流が 5A の場合、ケーブル心線の断面積は次のとおりです。 4 mm2 以上であること。二次電流が1Aの場合、ケーブル芯線の断面積は2.5mm2以上にしてください。

3.7.14 変圧器の二次回路のケーブル芯線の断面は、次の規定に適合しなければならない。

1 ポインター メーターのみに接続された電圧降下は、定格二次電圧の 1.5% を超えてはなりません。

2 一体型交流サンプリング電気量測定器、デジタル表示器及びこれに接続される電気量伝送器の電圧降下は、定格二次電圧の0.5％以下であること。

3 精度レベル 0.5 以上に接続された電力量計の電圧降下は、定格二次電圧の 0.2% を超えてはなりません。

4 許容電圧降下に反映される誤差は、単一の比率差ではなく、電圧相互インダクタンスや二次村線に起因する比率差と角度差の複合誤差を含むものとします。

5 ケーブル芯線の最小断面は 2.5 mm² 以上である必要があります。

4. プラント電力管理システム

水力発電所用の Acrel-3000 電源管理システムは、水力発電機セット、昇圧変圧器、コンセント回路、工場変圧器および工場電源の低電圧部分、DC システムの DC スクリーンおよびバッテリー、およびローカル制御ユニット (LCU) を対象としています。 ）水力発電所。発電所の電気的および非電気的パラメータの集中監視を発電所内の保護測定および制御ユニットに接続して、発電および電力消費の監視、設備管理、発電所の運転および保守管理を実現することもできます。

図 7 DC システムとバッテリーの電気測定

プラント概要と単線図表示

発電機、変圧器の状態監視

データクエリ

一連のイベントの記録

 

制御と規制

異常警報

統計と集計