Bạn đang chọn bảo vệ nguồn điện ngược cho một bộ máy phát điện và phát hiện ra rằng một cài đặt duy nhất không thể bao gồm tất cả các mức công suất? Từ động cơ diesel vi mô 10 kW đến nhà máy điện công nghiệp 2.000 kW, quán tính, khả năng chịu điện ngược và hoạt động kết nối lưới điện-thay đổi đáng kể đến mức các chiến lược bảo vệ và đo lường phải thay đổi theo kích thước đơn vị. Hướng dẫn này sẽ trình bày toàn bộ phạm vi công suất đó và làm rõ vai trò của phép đo chất lượng điện chính xác ở mỗi bước.
Tại sao một cài đặt không bao giờ phù hợp với tất cả
Công suất ngược xảy ra khi máy phát điện hấp thụ công suất tác dụng từ lưới điện và hoạt động như một động cơ, dẫn động động cơ chính. Đối với động cơ diesel, điều này có thể dẫn đến-vượt quá tốc độ gần như tức thời; đối với tuabin khí, nó tạo ra nguy cơ tăng đột biến máy nén. Bộ bảo vệ phải đo cường độ công suất ngược và ngắt sau một khoảng thời gian trễ đã đặt, nhưng cài đặt và độ trễ thu được định hình bằng quán tính quay, dao động tải và quá độ đồng bộ hóa. Một bộ nhỏ có quán tính thấp và tốc độ của nó tăng lên nhanh chóng-nó cần ngắt nhanh. Một bộ lớn có quán tính cao hơn và có thể chịu được dòng điện ngược nhỏ, rất ngắn, tuy nhiên việc ngắt sai khiến toàn bộ trạm bị mất điện sẽ tốn kém hơn nhiều. Ngoài ra, các lỗi đo lường như lỗi góc pha CT-ở dòng điện thấp hoặc nhiễu sóng hài có thể làm đảo lộn quyết định định hướng, khiến hoạt động bảo vệ không thể đoán trước được. Do đó, một sơ đồ công suất ngược đáng tin cậy phải được xây dựng dựa trên các phép đo chất lượng điện năng chính xác.
10 kW–50 kW: bộ máy phát điện nhỏ
Phân khúc này bao gồm nguồn điện khẩn cấp di động, dự phòng viễn thông và lưới điện nhỏ-lưu trữ năng lượng mặt trời. Với một bánh đà nhẹ, động cơ diesel ở đây tăng tốc gần như ngay lập tức khi có lực lùi, vì vậy tốc độ là tất cả. Đặt bộ thu công suất ngược trong khoảng từ 8% đến 15% công suất định mức, với thời gian trễ từ 0,3 đến 0,5 giây. Tốc độ này đủ nhanh để khắc phục một lỗi thực sự mà không bị vấp phải cú sốc đồng bộ hóa nhất thời. Bởi vì công suất nhỏ và dòng điện thứ cấp thấp nên khả năng phân biệt hướng dễ bị lỗi. Sử dụng bộ chuyển đổi nguồn ba pha có độ nhạy cao hoặc một rơ-le nguồn nhỏ gọn có tính năng bảo vệ nguồn điện ngược được tích hợp sẵn. Bộ chuyển đổi Loại 0,5 xác định chính xác hướng nguồn ở mức 1% dòng điện định mức sẽ tránh được cả lỗi ngắt và vấp ngã phiền toái ở mức tín hiệu yếu. Nếu bộ biến tần PV có trong hệ thống, hãy xác minh ngưỡng công suất ngược trong điều kiện đảo ngược để nó không xung đột với tính năng bảo vệ chống đảo ngược.
50 kW–500 kW: bộ máy phát điện cỡ trung-
Hầu hết các ứng dụng nguồn dự phòng và nguồn chính trong công nghiệp đều nằm trong phạm vi này, thường chạy song song nhiều thiết bị hoặc song song trong thời gian ngắn với tiện ích để truyền tải. Tính liên tục của nguồn cung cấp là rất quan trọng, vì vậy chi phí cho việc ngắt điện ngược sai lầm sẽ rất cao. Đặt bộ thu ở mức 5% đến 10% công suất định mức và kéo dài thời gian trễ lên 0,5–2 giây. Điều này diễn ra thông qua các dao động công suất trong quá trình đồng bộ hóa và công suất ngược tạm thời do khởi động động cơ lớn. Một cách tiếp cận tinh tế hơn mang đến khả năng phân tích chất lượng điện năng ba pha-: giám sát đồng thời công suất tác dụng, công suất phản kháng và hệ số công suất để phân biệt sự cố động cơ chính-thực sự với công suất tái tạo do tải phản hồi. Máy phân tích đa chức năng được gắn trên bảng-có thể triển khai hai-bảo vệ nguồn điện ngược-cảnh báo-thấp và-ngắt cài đặt cao-và ghi lại các dạng sóng điện trước và sau sự kiện để theo dõi lỗi. Khi hệ thống phân phối tập trung nhiều thiết bị VFD hoặc UPS, nguồn điện hài sẽ làm sai lệch khả năng phán đoán định hướng. Thiết bị phải có khả năng đo công suất hài và tách tần số{19}}cơ bản; nếu không, dòng điện hài sẽ dễ gây ra hiện tượng vấp ngã khó chịu.
500 kW–2.000 kW: tổ máy phát điện lớn
Các đơn vị thuộc loại megawatt thường phục vụ các trung tâm dữ liệu, hoạt động khai thác hoặc các nhà máy điện nhỏ. Điện áp kết nối lưới cao hơn và sự cố nguồn điện ngược có thể cực kỳ tàn phá. Các máy lớn thường chấp nhận một dòng điện ngược nhỏ trong vài giây, nhưng khi vượt quá giới hạn thì thiết bị phải được ngắt kết nối một cách dứt khoát. Nên sử dụng sơ đồ hai-cấp: phần tử đặt-thấp ở mức 3% đến 5% công suất định mức với độ trễ từ 3- đến 5{15}}giây cho cảnh báo và phần tử đặt-cao ở mức 8% đến 10% công suất định mức với độ trễ từ 1- đến 2 giây khi ngắt. Phạm vi này yêu cầu dải chết định hướng có độ chính xác đo cao nhất và độ lệch bằng 0 phải ở mức tối thiểu. Bộ chuyển đổi công suất hai chiều có độ chính xác cao Loại 0,2, với phản hồi định hướng tối thiểu thấp tới 0,1% định mức, đáp ứng nhu cầu bảo vệ nghiêm ngặt của các thiết bị lớn. Đồng thời, sử dụng thuật toán FFT nhanh để tách các thành phần dao động tần số thấp sẽ ngăn ngừa sự cắt giả do sự thay đổi công suất do nhiễu tần số lưới. Trong trường hợp cần dự phòng tối đa, hãy triển khai hai sơ đồ bảo vệ nguồn ngược độc lập được cấp điện từ cuộn dây máy biến áp dụng cụ riêng biệt để có cấu hình trùng lặp hoàn toàn.
