Вы выбираете защиту от обратной мощности для генераторной установки и обнаруживаете, что одна настройка не может охватить все номинальные мощности? От микродизеля мощностью 10 кВт-до промышленной электростанции мощностью 2000 кВт инерция, способность выдерживать обратную мощность и поведение-подключения к сети настолько сильно различаются, что стратегии защиты и измерения должны меняться в зависимости от размера устройства. В этом руководстве рассматривается весь диапазон мощностей и разъясняется роль, которую играет точное измерение качества электроэнергии на каждом этапе.
Почему одна настройка никогда не подходит всем
Обратная мощность возникает, когда генератор поглощает активную мощность из сети и работает как двигатель, приводя в движение первичный двигатель. Для дизельного двигателя это может привести к почти-мгновенному превышению скорости; для газовой турбины это создает риск помпажа компрессора. Защита должна измерить величину обратной мощности и отключиться после заданной задержки по времени, но уставка срабатывания и задержка определяются инерцией вращения, колебаниями нагрузки и переходными процессами синхронизации. Небольшая установка имеет низкую инерцию, и ее скорость быстро возрастает-, поэтому требуется быстрое срабатывание. Большой агрегат имеет более высокую инерцию и может выдерживать очень короткий и небольшой обратный поток мощности, однако ложное отключение, приводящее к отключению всей станции, обходится гораздо дороже. Кроме того, ошибки измерения, такие как ошибка фазового-угла трансформатора тока при малых токах или гармонические помехи, могут изменить решение о направлении, что приведет к непредсказуемому поведению защиты. Поэтому надежная схема обратной мощности должна быть построена на основе точных измерений качества электроэнергии.
10–50 кВт: небольшие генераторные установки.
Этот сегмент охватывает мобильное аварийное электроснабжение, резервное телекоммуникационное оборудование и небольшие микросети для хранения солнечной энергии-. Дизельный двигатель с легким маховиком разгоняется практически мгновенно при реверсе, поэтому скорость решает все. Установите обратный датчик мощности в диапазоне от 8% до 15% номинальной мощности с временной задержкой от 0,3 до 0,5 секунды. Этого достаточно быстро, чтобы устранить настоящую неисправность, не подвергаясь кратковременному удару синхронизации. Поскольку емкость мала, а вторичные токи малы, селективность направления подвержена ошибкам. Используйте высокочувствительный трехфазный преобразователь мощности-или компактное силовое реле со встроенной-защитой от обратной мощности. Датчик класса 0,5, который правильно определяет направление мощности при 1% номинального тока, позволяет избежать как сбоев в срабатывании, так и нежелательных отключений при слабых уровнях сигнала. Если в системе установлены фотоэлектрические инверторы, также проверьте порог обратной мощности в условиях изолированного режима, чтобы он не конфликтовал с защитой от-изоляционного режима.
50–500 кВт: генераторные установки среднего-размера.
Большинство промышленных приложений резервного и основного электропитания попадают в этот диапазон, часто работая с несколькими устройствами параллельно или кратковременно параллельно с энергосистемой для переключения нагрузки. Непрерывность питания имеет решающее значение, поэтому стоимость ложного отключения обратного питания высока. Установите датчик на 5–10 % номинальной мощности и увеличьте время задержки до 0,5–2 секунд. Это происходит за счет колебаний мощности во время синхронизации и мгновенной обратной мощности, вызванной сильным запуском двигателя. Более усовершенствованный подход предполагает трехфазный анализ качества электроэнергии: одновременно отслеживайте активную мощность, реактивную мощность и коэффициент мощности, чтобы отделить истинный отказ первичного-двигателя от рекуперативной мощности, возвращаемой нагрузкой. Многофункциональный анализатор,-монтируемый на панели, может реализовывать двух-уровневую защиту от обратной мощности-низкую-сигнализацию и высокий-установленный сигнал отключения-и захватывать формы сигналов мощности до и после события для поиска неисправностей. Когда в распределительной системе имеется высокая концентрация частотно-регулируемых приводов или оборудования ИБП, гармоническая мощность ухудшает определение направления. Устройство должно быть способно измерять мощность гармоник и разделять основные-частоты; в противном случае гармонические токи легко вызовут нежелательное отключение.
500–2000 кВт: большие генераторные установки
Отдельные устройства мегаваттного класса обычно обслуживают центры обработки данных, горнодобывающие предприятия или небольшие электростанции. Напряжения подключения к сети выше, и обратная мощность может быть чрезвычайно разрушительной. Большие машины обычно допускают небольшой обратный поток мощности в течение нескольких секунд, но как только предел будет превышен, устройство необходимо решительно отключить. Рекомендуется двух-схема: элемент с низкой-уставкой при 3–5 % номинальной мощности с задержкой от 3- до 5-секунд для срабатывания сигнализации и элемент с высокой-уставкой при 8–10 % номинальной мощности с задержкой от 1- до 2 секунд для отключения. Этот диапазон требует высочайшей точности измерения: мертвая зона по направлению и дрейф нуля должны быть минимальными. Высокоточный двунаправленный преобразователь мощности класса 0,2 с минимальным направленным откликом всего 0,1% от номинала отвечает строгим требованиям защиты крупных устройств. В то же время использование быстрых алгоритмов БПФ для разделения низкочастотных составляющих колебаний предотвращает ложные отключения, вызванные колебаниями мощности из-за помех частоты сети. Там, где требуется экстремальное резервирование, используйте две независимые схемы защиты от обратной мощности, питаемые от отдельных обмоток измерительного трансформатора, для полностью дублированной конфигурации.
