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信号编组的黄金时代 ——菲尼克斯电气PTRV接线产品使开关柜满足未来应用需求

已有 19 次阅读  2017-08-02 14:32   标签菲尼克斯电气  能源 

Schluchseewerk AGKümoos开关柜进行现代化改造时,他们决定采用菲尼克斯电气的PTRV端子。结果显而易见:与以往的解决方案相比,目前的接线方案具有明显优势。如今,PTRV系列产品将安装在正在进行现代化改造的所有系统和项目当中。

Schluchseewerk集团在莱茵河上游的水电站和配电网区域运行着五个抽水储能电站,肩负着应对当今能源危机的重要责任。该公司成立于1928年,总部位于劳芬堡,是欧洲最大的抽水储能电站运营商之一。它负责两个水电站群:Schluchsee群,包括HäusernWitznauWaldshut发电站;Hotzenwald群,包括Kühmoos负载分配和开关站,以及SäckingenWehr地下水电站。五个抽水储能电站的联合发电功率为1862兆瓦。通过可再生能源生产的电力每年总计高达4亿千瓦时。与燃煤发电厂的电力生产相比,相当于减少了263,000吨的二氧化碳排放。Schluchsee群和Hotzenwald群彼此独立运作,但是两者都由Kühmoos负载分配和开关站来控制。

抽水储能电站的原理

抽水储能电站的原理非常简单。将水从较高位置的上部蓄水池释放到较低高度的涡轮机,用这种方法来驱动发电机发电,然后馈送到电网中。当电网中存在过剩的电能时,通过水泵将下部蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内,直到需要时将水从上部蓄水池再度释放。总体而言,抽水储能电站在电网中的发电原理与超大型电池组类似。

Schluchsee群的三个发电站位于德国西南部的黑森林地区,其得天独厚的地理位置为此类能量储存提供了理想的外部条件。水流从最高点(海拔为930米的Schluchsee湖)急速下降约600米,直到莱茵河上游310米处进入Waldshut发电站。发电机运行时,水流通过Waldshut发电站中的四个弗朗西斯涡轮机随后流入莱茵河,速度最高可达14万升/秒。而采用水泵抽水时,从下游将水抽到上游的速度可高达4万升/秒。

亟需改造的控制系统

这五个抽水储能电站中的泵式涡轮机,以及所有与Hotzenwald森林处于同一高度的水库,包括莱茵河水库,都由Kühmoos统一控制。1966/67年安装的220/380千伏开关柜也位于这里。KühmoosRWE AGEnergie Baden-WürttembergAG Schluchseewerk AG共同投资的合资企业。SäckingenWehr发电厂产生的电能通过这个开关柜传输至一体化的欧洲电网中。在负载分配系统中,根据发电机或者泵相应的操作模式的要求,每年进行大约五万次操作模式的切换。大多数情况下,发电机或者泵每次运行都不超过一小时。

Kühmoos的控制系统已运行20余年,经常出现故障。同时,寻找损坏部件的替换件也越来越困难。因此,公司决定对整个控制系统进行现代化升级改造,安装一个新的控制系统来替换原有系统。资产部电气工程分部经理Dietmar Kastner负责本项目的电气工程部分。他的办公室位于Laufenberg总部。在项目的改造工作中,计划和协调工作在这里进行。“对项目进行现代化改造是为了全面解决备用零件的问题,更重要的是使系统达到最先进的水平,”Dietmar Kastner说道。

在此次现代化改造过程中,原来的配电系统做了大幅度更换。在这一部分,来自现场的所有信号数据都被直接集成至控制室中。每个单元都有多达300个信号数据。Dietmar Kastner解释说:“我们之前安装的接线设备或者说接线面板,已经无法跟上发展的步伐。它们常常出现故障,例如两个触点之间经常发生短路。”

让连接更便捷

需要特别指出的是,此前由于采用了Termi-Point技术,将信号数据连接至原先的接线面板中需要花费高昂的费用。如果不使用专门压缩空气的工具,数据与接线面板的连接根本无法实现。如果压缩空气管道没有连接成功,那么在现场操作中空气压缩机就必不可少。除此之外,由于专用工具的外形以及重量,使得现场作业既困难又耗时。随之而来出现的情况是:触点一次次变形,导致接线端子之间发生短路故障。

原先使用的接线面板没有防触摸保护,只连接了低电压信号。可是从纯技术的角度来看,实际应用中有可能出现高达250V的电压。信号接线主要由Schluchseewerk AG维护团队自己完成,该团队迫切需要采取补救措施。因此,Schluchseewerk AG的电气工程团队开始寻找一种全新的、现代化的接线产品。该产品的布线方法需要非常便捷,而且无需使用特定的工具。具有较高稳定性的弹簧连接方式则是首选。此外,新的接线产品需要具备防触摸保护,可用于连接电压高达220V的信号。电气工程团队还要求产品的外型紧凑,以减少空间需求。

PTRV:结构紧凑,功能齐全

Schluchseewerk AG的技术人员对几种接线产品做了对比和评估,决定采用菲尼克斯电气的PTRV高密度矩阵接线单元。与其他替代方案相比,结构紧凑这一优点使得PTRV系统脱颖而出。

除此之外,Schluchseewerk AG多年来一直在使用菲尼克斯电气的连接技术,因此,他们对菲尼克斯电气技术的可靠性非常信赖。PTRV系统不仅能够满足所有的需求,还具备一些额外的优势。由于有颜色编码,可实现清晰的信号配线,或将导线颜色标准(DIN VDE 0815IEC EN 69100)与接线单元的颜色互相匹配。接线点之间配有2.3mm测试口,可以使用标准测试插头进行测试。

PTRV产品采用紧凑型设计,与之前的解决方案相比,对控制柜的空间需求减少了约35%。虽然采用此产品依然需要控制柜,但是这的确意味着Schluchseewerk AG在未来具有更多可扩展的空间。

安全且安装便捷

PTRV接线产品由于采用了最先进的直插式连接技术,可以显著减少现场组装的时间。同时,得益于产品的设计,如今触点变形或者触点之间发生短路的情况将不再出现。PTRV产品具备防触摸保护,有效保障了现场操作人员的人身安全。现在可以连接高达250V的信号,然而出于安全考虑,之前的接线产品不可能连接如此高的电压。

“与之前的解决方案相比,新型PTRV高密度矩阵接线单元在许多方面都有显著改进。以前需要使用压缩空气工具才能建立的连接,现在用一个小小的螺丝刀就可以轻松操作”,使用新连接技术的安装工人Adrian Spitz说。

PTRV,新技术的风向标

Kühmoos成功的现代化改造项目中,PTRV系统的先进技术给Schluchseewerk AG留下了深刻的印象。Schluchseewerk AG其他地方使用的原有接线面板也正逐步被PTRV系统取代。此外,PTRV高密度矩阵接线单元将成为未来所有第三方应用的规范标准。Schluchseewerk AG控制柜制造商已经拥有该产品的第一手积极经验。

 当我们使用PTRV接线产品进行现场接线时,直插式连接技术给我们留下了深刻的印象,我们的目标是推广使用这种直插式连接技术,甚至用在未来安装的标准接线端子中”,Adrian Spitz总结道。

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