面向供水与排水选定支路的 230 V / 50 Hz 能量层
外部供电受到扰动时,分布式站点的各条支路可能处于不同的条件,并具有不同的持续供电窗口。每条支路都有各自的供电方式和负荷特性。VENDOR.Max 在唯一一条选定支路周围构成自主能量层——正是这条支路的持续供电,决定站点能否保住关键的运行功能:可观测性、控制、通信,或某条独立工艺支路的运行。
选定支路可以是控制与遥测层、某项独立的辅助功能,也可以是合适的工艺负荷或水泵负荷。首次部署以哪条支路为对象,由站点的电气特性决定。对于电网站用辅助系统,本页考虑 110 V 与 220 V 站用直流母线接口。本页讨论供水、排水与电网基础设施中的固定式部署。
项目阶段:TRL 4。
同一站点的各条支路,经受供电扰动的方式并不相同
运行层面的问题不是“站点用多少千瓦”,而是“哪项功能必须在事件期间保持,并且要保持多久”。
在污水提升泵站,水泵的动力供电与控制柜的供电是两条彼此分离的回路,在断电时表现并不相同。电网消失时,没有备用电源的水泵失去动力供电,正常运行随之停止。控制器与通信链路则在不间断电源所能维持的时间内继续工作。与此同时,集水池中可用的容量在不断消耗。
在远端变电站,同样的情形发生在另一类设备上。一次设备与二次系统对站用电的依赖并不一致:远动、通信与监视在现有直流站用架构及其后备所设定的界限内保持可用。
对这一问题的回答确定了支路,而支路确定了部署。
- 外部事件
- 不同的持续供电窗口
- 选定支路
- 可测量的试点
工艺侧与控制侧:不同的回路、不同的特性、不同的决策
这一划分是工作依据,而不是示意。任何一次部署都归属于其中一侧,而这一侧决定了电气接口、负荷特性以及试点中的测量范围。
两个部署方向
- 供水与排水
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污水提升泵站、远端泵站与加压泵站、水源井与水池节点、分布式压力、液位与分区计量节点。部署的目的,是在外部供电受到扰动期间保住站点某项选定的运行功能。在一种情形下,这是可观测性、控制、报警传送,以及把站点带过受控停机并随后恢复运行的能力。在另一种情形下,这是某条独立工艺支路或某条合适的水泵支路的运行。这两种情形具有不同的电气特性,需要分别评估。
- 电网站用辅助系统
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配电与输电变电站、远端开关与自动化节点、电网远动节点。目的是保住某项选定的辅助、控制、通信或运行功能,站点二次设备的可观测性、可控性与可用性取决于该功能。部署的对象是一条选定支路,而不是整座变电站。
230 V / 50 Hz 交流输出接口
VENDOR.Max 早期的一套交流输出级配置已经建成,并已带载运行;相应产品配置面向用户的目标接口为 230 V 交流、50 Hz。若某站点的选定支路由此类单相进线供电,则该站点与这一配置在电压与频率上直接标称匹配。完整的电气匹配,需连同该站点的中性线拓扑、保护导体与保护架构一并确定。
并不存在唯一的接入点。接入点由试点的目标与站点现有接线决定:专用单相支路、控制柜进线、现有不间断电源的进线,或选定辅助支路、工艺支路上另行商定的位置。
110 V 与 220 V 站用直流母线
在欧洲电网站点,110 V 与 220 V 直流是站用辅助供电的现实接口。它们并非 VENDOR.Max 已建成的输出配置,但处于输出级的工程设计空间之内。具备此类母线的站点可以进入评估:在试点之前,将完成一项单独的输出级配置、一次电气接入工程评审,以及对该具体实现的验证。
VENDOR.Max 进入的是选定支路周围的能量层。站点的工艺设备、自动化与保护架构,仍属运营方及其供应商的系统。
支路按其电气特性选取,而不按设备名称
水泵负荷不因设备名称而被判定为适用或不适用。具有明显启动或暂态特性的负荷,按该站点实际的电气运行特性进行评估。
- 主要考虑的支路类别
-
- 控制层、控制器、远动装置、遥测、仪表与通信。
- 站点专设的辅助支路与工艺支路。
- 选定的水泵负荷,在评估其运行与启动特性之后。
- 电网站点的辅助、控制与通信支路,包括远动、监视与通信。
- 在运行特性得到确认后考虑
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- 加药与消毒。
- 阀门与闸门执行机构。
- 启动或暂态要求明显的水泵。
- 暂态特性需要按具体站点定制配置的任何支路。
- 不在部署范围之内
-
- 站点整体的工艺供电。
- 站点整体的三相负荷。
- 依据站点装机容量判断适用性。
适用性在工程匹配与试点中确定。
选定支路发生的变化
启动之后,VENDOR.Max 的正常运行架构不设为选定负荷持续输入外部电能。
站用蓄电池、不间断电源、储备燃料与水力缓冲,都是依靠有限储备来维持持续供电。VENDOR.Max 在选定支路周围形成的能量层,改变的是该支路对持续外部供电的依赖性质,而不是把储备做得更大。
这一陈述针对的是设计上的电功率路径,并不预先确定装置边界上的完整能量平衡。跨越该边界的任何其他能量传递,均通过测量确定。启动是一个独立事件,装置每次投入运行时都要执行。选定配置的实际运行指标通过现场测量确定。
确定适用性需要哪些信息
初步评估从站点资料出发,不需要先做采购决定。要开始工程匹配,把站点按其实际运行方式描述清楚即可。
通用
- 选定支路及其运行职责。
- 支路的电气接口:电压、相数、交流或直流。
- 支路的平均负荷与最大负荷。
- 暂态与启动特性(若存在)。
- 站点现有的持续供电架构。
- 该功能允许中断的时间。
- 安装环境、进出条件与电磁环境。
- 接入点的接地方式与中性点运行方式。
- 选定接入点现有的保护性切断与等电位联结方案。
供水与排水
- 控制柜接线、不间断电源、遥测。
- 动力部分与控制部分的划分,是否设有变频器。
- 水泵支路:电机额定功率、启动方式、运行电流、启动特性与启动时间、工作制、每小时启动次数。
- 集水池、水箱或水池的缓冲容量。
- 工艺过程的重要程度。
电网站点
- 交流与直流站用电的单线图。
- 站用直流母线电压与充电装置拓扑。
- 支路划分,以及远动、通信与监视的依赖关系。
- 现有蓄电池所需的后备时间。
- 下游变换器与接地方案。
电磁兼容在研发中已予考虑,并针对具体的安装配置进行验证。接地与等电位联结、滤波、接口布置、传导与辐射发射的测量,以及与周边自动化和通信设备的兼容性,在必要时纳入该具体配置的验证方案。
工程匹配、部署、测量、决策
工程匹配
确定负荷边界、适用的输出级配置、接入点、保护与接地方案、测量边界、电磁兼容判据与验证判据。结果为四者之一:直接标称匹配,即选定支路的电压与频率与已建成配置一致,完整的电气匹配再对照保护方案、接地与接线拓扑加以核验,随后形成试点方案;面向接口的专门配置,即站点符合部署类别,输出级在试点前完成适配;调整范围边界,即站点在换用另一条选定支路时适用;终止,即该支路或接口不在部署范围之内。
试点方案
VENDOR.Max 与现有电源、后备与保护之间的配合方式,在该次试点的方案中确定并商定。按环境条件的实施方式由站点决定:安装位置、温度、湿度、污染、腐蚀环境以及对外壳的要求,属于站点资格审查与配置设计的内容。
测量
实际送至负荷的有功功率、在商定运行窗口内的持续供电、负荷变化时的表现、在适用情形下与启动和峰值的相互作用、热态表现、在相关情形下的供电质量参数、与自动化及通信设备的电磁相互作用、与现有后备架构的共存、维护观察,以及该站点的具体限制条件。观测窗口的选取,应能把稳定运行状态与内部储能的缓慢消耗或缓慢积累区分开来。
决策
依据测量结果:继续、修改配置或终止。结果是该站点工作范围的实测边界,而不是一项一般性结论。
- 匹配
- 部署
- 测量
- 确定站点工作边界
常见问题
泵站中哪些负荷需要持续供电?
并非所有负荷都有相同的持续供电要求。一个站点包含若干功能层,各层的要求并不相同。水泵电机、控制、遥测、仪表以及其他工艺支路,具有不同的电气特性。一次部署只针对一条选定支路,而这一选择由站点的运行需要决定。
VENDOR.Max 能否为整座泵站供电?
不能,这不是部署所提出的方案。所考虑的是站点的一条选定支路。它可以是控制层,也可以是某条独立的水泵负荷,前提是先评估其运行与启动特性。
水泵电机可以供电吗?
选定的水泵负荷可以纳入考虑。适用性依据该站点实际的运行特性确定:电机额定功率、启动方式、运行电流、启动特性与启动时间、工作制以及启动次数。对电机这一类别不作任何一般性结论。
启动之后是否仍需外部供电?
启动之后,VENDOR.Max 的正常运行架构不设为选定负荷持续输入外部电能。启动本身仍是必要条件:装置每次投入运行时都要执行,它是一个独立事件,而不是持续的能量输入。
运行中哪些部分会磨损?
启动元件会发生磨损,并具有其自身有限的工作寿命。设备整体具有使用寿命,维护的必要性依然存在。具体配置的实际工作寿命,通过运行与测量确定。
VENDOR.Max 是否取代站用蓄电池、不间断电源或备用电源?
并非作为一般规则。本页不把 VENDOR.Max 定位为站用蓄电池、不间断电源、控制器、保护装置或备用电源的替代品。具体的配合方式由试点方案确定。
在供水站点,装置接到哪里?
接到选定支路。具体位置由试点的目标与站点接线决定:专用单相支路、控制柜进线、现有不间断电源的进线,或选定支路上另行商定的位置。
具备 110 V 或 220 V 站用直流母线的站点是否适用?
此类站点可以进入评估。这些接口并非已建成的输出配置,但处于输出级的工程设计空间之内:在试点之前,将完成一项单独的输出级配置、一次接入工程评审以及对该实现的验证。
在控制器与远动装置附近,如何处理电磁兼容?
电磁兼容在研发中已予考虑,并针对具体的安装配置进行验证。接地与等电位联结、滤波、接口布置以及与周边设备的兼容性,属于验证范围;测量项目的组合由安装配置决定。
装置不运行时会怎样?
这由试点方案确定。现有电源、后备与保护,仅在事先为该站点约定的范围内予以保留或调整。
哪些站点不在本页方案范围之内?
部署既不涉及站点整体的工艺供电,也不涉及站点整体的三相负荷。适用性不依据站点装机容量判断:所考虑的是一条选定支路。
本页是否涉及移动应用?
本页讨论供水、排水与电网基础设施中的固定式部署。
把站点按其实际运行方式描述给我们
不必事先弄清是否已有对应您电压等级的配置。只需描述选定支路、它的负荷与电气接口。确定关键负荷、所需的输出级配置以及验证顺序,属于工程匹配的工作。
