수력 발전소 측정 장치 구성 선택 및 발전소 전력 관리 시스템

시간: 2023년 11월 14일 |출처: 아크렐

NB/T 10861-2021 "수력 발전소의 측정 장치 구성을 위한 설계 사양"은 수력 발전소의 측정 장치 구성에 대한 자세한 요구 사항과 지침을 제공합니다. 측정 장치는 수력 발전소의 작동 모니터링의 중요한 부분입니다. 수력 발전소의 측정은 주로 전기량 측정과 비전기량 측정으로 구분됩니다. 전기 측정은 전류, 전압, 주파수, 역률을 포함하여 전기를 사용하여 전기 실시간 매개 변수를 측정하는 것을 말합니다. 유효/무효 전력, 유효/무효 에너지 등;비전기 측정은 트랜스미터를 사용하여 비전기 신호를 변환하는 것을 의미합니다. 온도, 속도, 압력, 액체 레벨, 개방 등을 포함하여 4-20mA 또는 0-5V 전기 신호를 측정합니다. 이 에세이에서는 측정 장치 및 전력 소비에 대해서만 설명합니다. 표준에 따른 수력발전소의 관리 시스템이며 수력발전소의 마이크로컴퓨터 보호 구성을 포함하지 않습니다.

1. 일반 조항

1.0.1 이 사양은 수력 발전소의 측정 장치 구성 설계를 표준화하고 수력 발전소의 장기적이고 안전하며 안정적인 작동을 보장하며 수력 발전소의 전반적인 포괄적인 경제적 이익을 향상시키기 위해 작성되었습니다.

1.0.2 본 규격은 신축, 재건축 및 증설된 수력발전소의 측정장치 구성설계에 적용된다.

1.0.3 수력발전소의 측정장치 구성설계에는 심사를 통과한 신기술과 제품을 적극적으로 채택해야 한다.

1.0.4 수력 발전소의 측정 장치의 구성 및 설계는 발전소에서 수집되는 정보의 양과 정보 수집 방법에 대한 전력 시스템의 요구 사항을 충족해야 합니다.

1.0.5 수력 발전소의 측정 장치 구성 설계는 이 코드를 준수해야 할 뿐만 아니라 현재 관련 국가 표준도 준수해야 합니다.

2. 용어

2.0.1 전기적 측정

전기를 이용한 전기적 실시간 매개변수 측정.

2.0.2 에너지 계량

전기 에너지 매개변수 측정.

2.0.3 일반 전기계측기

수력 발전소에서는 포인터 미터, 디지털 미터 등을 사용하는 경우가 많습니다.

2.0.4 포인터형 미터

포인터와 눈금 사이의 관계에 따라 미터의 측정된 값을 나타냅니다.

2.0.5 디지털식 미터

디스플레이에서는 디지털을 사용하여 미터의 측정값을 직접 표시할 수 있습니다.

2.0.6 전력량계

활성 및/또는 무효 전기 에너지 데이터를 측정하는 기기입니다.

2.0.7 지능형 AC 샘플링 장치

전압, 전류, 유효 전력, 무효 전력, 역률, 주파수, 유효 전력, 무효 전력 및 기타 매개 변수를 얻기 위해 처리하기 위해 데이터 처리 장치에 직접 AC 주파수 전력 샘플링을 수행하고 표준 통신 인터페이스 출력 다기능을 통해 지능형 미터.

2.0.8 변환기

DC 전류, DC 전압 또는 디지털 신호 장치의 변환으로 측정됩니다.

2.0.9 측정기 정확도 등급

특정 측정 요구 사항을 충족하는 측정 장비 및/또는 액세서리는 허용 가능한 오류와 지정된 수준 한도 내에서의 변화를 보장하도록 설계되었습니다.

2.0.10 자동화 구성 요소

수력 발전소의 상태 데이터 모니터링, 작업 실행을 위한 구성 요소 및/또는 장치입니다.

2.0.11 무전기 측정

온도, 압력, 속도, 변위, 유량, 레벨, 진동, 진자 및 기타 비전기 실시간 매개변수를 측정합니다.

3. 전기 측정 및 전력 측정

전기적 측정 대상에는 수력발전기/발전기 모터, 주변압기, 선로, 버스, 플랜트 변압기, DC 시스템 등이 포함됩니다. 그림 1은 수력발전소의 전기배선 개략도로서, 수력발전기의 전기배선을 보여줍니다. 세트, 주 변압기, 라인 및 플랜트 전력 변압기.

그림 1 수력 발전소의 전기 배선 개략도

3.1 수력 발전기/발전기 모터의 전기적 측정 및 전기 에너지 계량

3.1.2 발전기 전동기의 정가변주파수 시동장치는 다음 사항을 측정하여야 한다.

3.1.3 수력발전기/발전모터는 유효 및 무효 전기에너지를 측정해야 한다.위상 변조로 작동할 수 있는 수력 발전기는 양방향 유효 전력을 측정해야 합니다.위상이 향상된 수력 발전기는 양방향 무효 전력으로 측정되어야 합니다.발전기 모터는 양방향 유효전력과 양방향 무효전력을 측정해야 합니다.

3.1.4 위상 변조로 작동할 수 있는 수력 발전기의 경우 양방향의 유효 전력을 측정해야 합니다.진상 운전될 수 있는 수력 발전기의 경우 양방향 전력을 측정해야 합니다. 발전기 모터는 양방향에서 유효 전력과 무효 전력을 측정해야 합니다.

3.1.5 전력계통의 유효전력각을 측정할 때에는 발전기의 전력각을 측정하여야 한다.

3.1.6 여자변압기의 고전압측에서는 3상 전류, 유효전력, 무효전력을 측정해야 한다.

수력발전기와 여자변압기의 모니터링 구성은 Fig. 2에 나타내었고, 장비 선정은 Fig. 1에 나타내었다.

그림 2 수력발전기의 전기적 측정 구성

이름	그림	모델	기능	애플리케이션
AC 샘플링 전력 종합 측정기		APM520	삼상 전류, 선간 전압/삼상 전압, 양방향 유효/무효 전력, 양방향 유효/무효 에너지, 역률, 주파수, 고조파 왜곡률, 전압 통과율 통계, RS485/Modbus-RTU 인터페이스	발전기 및 여자 변압기의 전기 모니터링
DC 샘플링 전력 종합 측정기		PZ96L-DE	여자 시스템의 여자 전압, 여자 전류 등을 측정하며 홀 센서가 장착되어 있습니다.	여자 전류, 전압 측정
DC 샘플링 전력 종합 측정기		DJSF1352-RN	여자 시스템의 여자 전압, 여자 전류 등을 측정하며 홀 센서가 장착되어 있습니다.	여자 전류, 전압 측정
홀 센서		AHKC-EKAA	DC0~(5-500)A 전류를 측정하고 DC4-20mA를 출력하고 DC12/24V 전원 공급 장치와 함께 작동합니다.	여자 전류 센서

표 1 수력발전기 및 여자변압기의 모니터링 선정

3.2 승압 및 송신 시스템의 전기 측정 및 전기 에너지 계량

3.2.1 주 변압기 측정 및 전력 측정 항목은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.

1 복권변압기는 고압측의 3상 전류, 유효전력, 무효전력을 측정하고, 변압기 한쪽에서는 유효에너지와 무효에너지를 측정해야 한다.

2 삼권선 변압기나 자동변압기는 3면의 3상 전류, 유효전력, 무효전력을 측정해야 하며, 3면의 유효에너지와 무효에너지를 측정해야 한다.자동 변압기 공통 권선은 3상 전류를 측정해야 합니다.

3 발전장치가 일체형으로 결선되어 있으나 발전기에 차단기가 있는 경우에는 저압측선전압과 삼상전압을 측정하여야 한다.

4 유효전력과 무효전력은 접점변압기의 양쪽에서 측정하고, 유효에너지와 무효에너지를 측정한다.

5 전력송수신이 가능한 경우에는 양방향의 유효전력을 측정하고, 양방향의 유효에너지를 측정하여야 한다.위상 지연 및 위상 전진이 가능한 경우 양방향 무효 전력을 측정하고 양방향 무효 에너지를 측정해야 합니다.

그림 3 수력발전소 주변압기의 전기적 측정 구성

이름	그림	모델	기능	애플리케이션
AC 샘플링 전력 종합 측정기		APM520	삼상 전류, 선간 전압/삼상 전압, 양방향 유효/무효 전력, 양방향 유효/무효 에너지, 역률, 주파수, 고조파 왜곡률, 전압 통과율 통계, RS485/Modbus-RTU 인터페이스	주 변압기 고전압 및 저전압 측 측정

표 2 주 변압기 모니터링 선택

3.2.2 라인 측정 항목은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.

1 6.3kV ~ 66kV 선로에서는 단상 전류를 측정해야 하며, 조건이 허락하는 경우 2상 전류 또는 3상 전류를 측정할 수 있습니다.

2 35kV, 66kV 선로는 유효전력을 측정해야 하며, 6.3kV~66kV 선로도 조건이 허락하는 경우 유효전력과 무효전력을 측정할 수 있다.

3 110kV 이상의 라인은 3상 전류, 유효전력, 무효전력을 측정해야 합니다.

4 6.3kV 이상 라인에서는 유효에너지와 무효에너지를 측정해야 한다.

5 선로가 전력을 송수신할 가능성이 있는 경우에는 양방향의 유효전력을 측정하고 양방향의 유효에너지를 측정해야 한다.

6 선로가 위상 지연 또는 위상 전진으로 작동할 경우 양방향 무효 전력을 측정하고 양방향 무효 에너지를 측정해야 합니다.

7 전력 시스템에서 요구하는 경우 승압 스테이션의 라인에 대해 라인의 전력 각도를 측정해야 합니다.

그림 4 수력 발전소 라인의 전기 측정 구성

이름	그림	모델	기능	애플리케이션
AC 샘플링 전력 종합 측정기		APM520	삼상 전류, 선간 전압/삼상 전압, 양방향 유효/무효 전력, 양방향 유효/무효 에너지, 역률, 주파수, 고조파 왜곡률, 전압 통과율 통계, RS485/Modbus-RTU 인터페이스	6.3kV~110kV 라인 측정

표 3 라인 측정 선택

3.2.3 부스바 측정 항목은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.

1 6.3kV 이상의 발전기 전압 모선과 35kV, 66kV 모선은 모선 전압과 주파수를 측정하고 3상 전압을 동시에 측정해야 합니다.

2 110kV 이상의 버스는 3개의 선간 전압과 주파수를 측정해야 합니다.

3 6.3kV 이상 모선차단기, 모선부 회로차단기, 내부 브리지 회로차단기, 외부 브리지 회로차단기는 AC 전류를 측정해야 하며, 110kV 이상은 3상 전류를 측정해야 합니다.

4 3상 전류는 3/2 배선, 4/3 배선, 코너 배선의 차단기 회로별로 측정해야 합니다.

5 바이패스 차단기, 모선 또는 섹션 및 바이패스 차단기, 35kV 이상의 외부 브리지 차단기는 유효전력 및 무효전력을 측정하고 유효에너지 및 무효에너지를 측정해야 합니다. 양방향의 전력을 측정해야 하며 양방향의 활성 에너지를 측정해야 합니다.위상 지연 및 진상 운전의 경우 양방향 무효 전력을 측정하고 양방향 무효 에너지를 측정해야 합니다.

그림 5 수력발전소 부스바의 전기적 측정 구성

이름	그림	모델	기능	애플리케이션
디지털 악기		PZ96L-AV3/C	3상 전압, 라인 전압, RS485/Modbus-RTU 인터페이스를 측정합니다.	버스 전압 측정, 로컬 디스플레이

표 4 버스 측정 선택

3.2.4 110kV 이상 분로리액터군에 대하여 3상 전류 및 무효전력을 측정하고, 무효에너지를 측정한다.6.3kV ~ 66kV 션트 리액터 회로는 AC 전류를 측정해야 합니다.

이름	그림	모델	기능	애플리케이션
디지털 악기		PZ96L-E3/C	3상 전류, 유효/무효 전력, 유효 및 무효 에너지, RS485/Modbus-RTU 인터페이스를 측정합니다.	반응기 측정, 로컬 디스플레이

표 5 반응기 측정 선택

3.3 발전소 전력 시스템의 전기 측정 및 에너지 계량

3.3.1 AC 전류, 유효 전력 및 유효 에너지는 공장 전력 변압기의 고전압 측에서 측정되어야 합니다.고압측이 측정조건이 아닐 경우 저압측에서 측정이 가능합니다.

3.3.2 공장 전기의 작동 부스바에 대해 AC 전압을 측정해야 합니다.중성점이 효과적으로 접지되지 않은 경우,

선간 및 3상 전압;중성선이 효과적으로 접지되면 3개의 선간 전압을 측정해야 합니다.

3.3.3 공장 구역의 전원 공급 라인에 대해 3상 전류를 측정해야 하며, 전기 에너지 측정 요구에 따라 유효 에너지를 측정할 수 있습니다.

3.3.4 3상 전류는 조명 부하가 있는 50kVA 이상의 유틸리티 전력 변압기에 대해 측정되어야 합니다.

3.3.5 단상 전류는 적어도 55kW 이상의 모터 회로에 대해 측정되어야 합니다.

3.3.6 공장 전력 변압기의 저전압 측이 0.4kV 3상 4선식 시스템인 경우 3상 전류를 측정해야 합니다.

3.3.7 공장전원용 차단기는 단상전류를 측정하여야 한다.

3.3.8 디젤발전기는 3상 전류, 3상 전압, 유효전력 및 유효에너지를 측정해야 한다.

그림 6 수력발전소 전력계통의 전기계측 구성도

이름	그림	모델	기능	애플리케이션
다기능 에너지 미터		AEM96	삼상 전류, 선간 전압/삼상 전압, 유효/무효 전력, 유효/무효 에너지, 역률, 주파수, 고조파 왜곡률, RS485/Modbus-RTU 인터페이스.	에너지 계량 및 모니터링
디지털 악기		PZ96L-AV3/C	3상 전압, 라인 전압, RS485/Modbus-RTU 인터페이스를 측정합니다.	버스 전압 측정
스마트 전력 모니터링 장치		ARCM300	3상 전류, 선간 전압/3상 전압, 유효/무효 전력, 유효/무효 에너지, 역률, 주파수, 잔류 전류, 4방향 온도, RS485/Modbus-RTU 인터페이스.	피더 측정
모터 측정 및 제어 장치		ARD3M	정격 전압이 최대 660V인 저전압 모터 회로에 적합하며 보호, 측정, 제어, 통신, 작동 및 유지 관리가 통합되어 있습니다.(과전류, 부족전류), 전압(과전압, 저전압) 및 결상, 회전자 구속, 단락, 누설, 3상 불균형, 과열, 접지, 베어링 마모, 고정자와 회전자 편심, 경보 또는 보호 제어를 제공하기 위한 권선 노화.	모터 측정 및 제어
흔들림 방지 장치		ARD-KHD	일시적으로 전압이 상실되었을 때 접촉기가 트립되는 것을 방지하고, 전압이 복구된 후에도 시스템이 영향을 받지 않도록 중단 없이 작동하십시오.	모터 측정 및 제어