Добри оперативни практики за брекъри и контактори в апаратурата

Добри практики за управление на прекъсвачите и контактните превключватели

Управление на НВ/СВ

 апаратура

Целта на това ръководство е да предложи препоръчани практики за управление и проверка на прекъсвачите и контактните превключватели с изтегляне на средно напрежение (2 - 13,8 кВ) и ниско напрежение (200 - 480 В). Добре регламентираното управление е от ключово значение за максимизиране на производителността и срока на служба на оборудването в завода, както и за осигуряване на безопасна работна среда за персонала.

Тази статия определя отговорностите на операторския персонал, както и техните дневни проверки и инспекции на апаратурата. Освен това ще разгледа най-добри практики за управление и защита на трансформаторите, моторите, шините, кабелите, прекъсвачите и контактните превключватели.

Инспекции от оператори

Ето задължението на операторския персонал да установи и извършва регулярни рутинни инспекции на всичката апаратура в завода. Прекъсвачите, контактните превключватели и шините трябва да бъдат поддържани чисти и сухи, за да се намали рискът от повреди на изолацията, които могат да доведат до взривове и пожари. Обикновено е препоръчително да се провеждат инспекции всеки ден.

Ето препоръчителните дневни проверки на апаратурата:

• Проверете дали целите на защитните реле са паднали или са активирани. Ако се установят аномалии, ги нулирайте и записвайте в логбукчето на контролния център.

• Слушайте за слушаем шум, причинен от електрическо сваряване.

• Забележете всеки необичаен мирис от прекомерно загряна или горяща изолация.

• Търсете признаци на проникване на влага, като протечки от покрива или вода на пода.

• Осигурете, че индикаторните лампи и сигнали са функционират правилно.

• Проверете дали вентилаторите и клапаните в помещението за притискане функционират добре, за да предотвратят проникването на влага и други замърсители.

• Потвърдете, че вратите на помещението за апаратура са плътно затворени, за да се намали проникването на замърсители.

• Уверете се, че вратите на кабините за апаратура са затворени, за да се намали проникването на замърсители.

• Проверете дали панелите за достъп до механизми за изтегляне на прекъсвачите, кабелни връзки и други цели са затворени, за да се намали проникването на замърсители.

• Осигурете, че прекъсвачите и контактните превключватели са съхранени в съответните им кабини или в специални кутии (обикновено оборудвани с нагреватели), за да се поддържа оборудването чисто и сухо.

• Проверете дали осветлението в помещението за апаратура функционира правилно.

• Потвърдете, че маркировката на кабините спазва регламентите на завода и точно указва изходящите, свързващите и питащите позиции.

• Осигурете, че инструментите за изтегляне и защитното безопасностно оборудване са съхранени и поддържани правилно.

• Редовно извършвайте чистящи задачи, за да се поддържа помещението чисто и подредено.

Ако при посочените по-горе инспекции се установят аномалии, трябва да се издадат ордери за поддръжка.

Статията ще разгледа практиките за защита от прекомерен ток и земно коротко съединение на питащите кабели, както и защита от прекомерен ток на изходящите и свързващите линии, както и други важни практики, свързани с трансформаторите. Освен това ще обобщи проблемите, които възникват при паралелно свързване на два източника на мощност и при схеми за прехвърляне на време.

 Защита

Защитните реле са координирани така, че само тези прекъсвачи или контактни превключватели, които трябва да действат, за да изолират дефекта, ще се отворят автоматично. Това позволява максимален брой оборудвания да останат в действие, минимизирайки влиянието върху онлайн генераторните единици. Също така дава указание за местоположението на електрическия дефект.

Електрическите дефекти в трансформаторите, моторите, шините, кабелите, прекъсвачите и контактните превключватели обикновено са постоянни. Преди повторно включване на оборудването, трябва да се проведе детайлно проучване на работата на защитните реле.

Магнитудата на електрическите токове при коротко съединение обикновено варира между 15 000 и 45 000 ампера, в зависимост от размера и импеданса на източния трансформатор.

Земна защита на питащите кабели

Проекти, които ограничават земния ток (обикновено около 1000 ампера), използват отделни земни реле, които ще действат само при земни дефекти. Тези реле се активират с много кратки времеви забавления, за да изолират земните питащи кабели, преди реле за земно коротко съединение на изходящите или свързващите прекъсвачи да могат да действат.

Защита от прекомерен ток на изходящите и свързващите линии

Прекъсвачите на изходящите и свързващите линии не са оборудвани с елементи за моментално изключване. Вместо това те разчитат на времеви забавления, за да координират реакцията при дефект с нижните шини и питащите кабели.

Обикновено тези реле са настроени въз основа на максималните нива на трехфазния ток при коротко съединение, с време на действие, вариращо между 0,4 и 0,8 секунди.

Нормално тези реле имат обратно-времеви характеристики. Тоест, по-ниските нива на тока ще доведат до пропорционално по-дълги времеви забавления за всички реле. По-конкретно, свързващият прекъсвач, свързан с друга шина, е настроен да действа при около 0,4 секунди, докато нисковолтовият прекъсвач на източния трансформатор е настроен да действа при около 0,8 секунди.

 Защита от прекомерен ток на високоволтовата страна на източния трансформатор

Реле за прекомерен ток на високоволтовата страна на източния трансформатор обикновено са настроени да действат при около 1,2 секунди след максимално трехфазно коротко съединение на нисковолтовата страна. Това времево забавление позволява правилна координация с реле за прекомерен ток на нисковолтовата или вторичната страна.

Тези реле обикновено имат обратно-времеви характеристики, което означава, че по-ниските нива на тока водят до по-дълги времена на действие. Реле за прекомерен ток на високоволтовата страна на източния трансформатор приемат, че дефект може да се случи в самия трансформатор, в свързващите шини или кабели на нисковолтовата страна, или в нисковолтовия прекъсвач. Те ще изключат всички необходими устройства, за да изолират дефекта.

За Унифицираните Автоматични Прехвърлящи Прекъсвачи (UATs), които обикновено са оборудвани с диференциална защита, реле за прекомерен ток на високоволтовата страна също могат да изключат и единицата, и главния повишаващ трансформатор. Освен това, ако нисковолтовият прекъсвач не успее да прекъсне дефект, реле за прекомерен ток на високоволтовата страна предоставят защита от закъсняване на прекъсвача.

Остатъчна земна защита на изходящите и свързващите линии

За проекти, които ограничават земния ток (обикновено около 1000 ампера), се използват отделни земни реле, които действат само при земен дефект. Земните реле на изходящите и свързващите прекъсвачи не са оборудвани с елементи за моментално изключване. Вместо това те разчитат на времеви забавления, за да координират реакцията при дефект с нижните шини и питащите кабели. Обикновено тези реле са настроени въз основа на максималните нива на земния ток, с време на действие, вариращо между 0,7 и 1,1 секунди.

Нормално тези реле имат обратно-времеви характеристики. Тоест, по-ниските нива на тока водят до пропорционално по-дълги времеви забавления за всички реле. По-конкретно, свързващият прекъсвач, свързан с друга шина, е настроен да действа при около 0,7 секунди за 100% земни дефекти, докато нисковолтовият прекъсвач на източния трансформатор е настроен да действа при около 1,1 секунди.

Земна защита на нейтралната точка на източния трансформатор

В дизайни, насочени към ограничаване на земния ток (обикновено около 1000 ампера), се използват специализирани земни реле. Тези реле са специално проектирани да чувствително улавят земния ток, протичащ през нейтралната точка на трансформатора. Те са много целенасочени и ще бъдат активирани само при земен дефект.

Обикновено земното реле на нейтралната точка на източния трансформатор е настроено да действа при около 1,5 секунди след най-сериозен земен дефект. Това времево забавление е от ключово значение, тъй като осигурява правилна координация с земните реле на изходящите и свързващите прекъсвачи.

Земното реле на нейтралната точка има ключова мисия. Неговата основна функция е да изолира земните дефекти, които се случват на нисковолтовата страна (т.е. вторичната страна) на източния трансформатор. Можливите места на дефект включват нисковолтовите обмотки на трансформатора, нисковолтовите прекъсвачи и свързващите ги шини и кабели. По-важно, то служи и като резервна защита. Ако нисковолтовият прекъсвач не функционира правилно при земен дефект, земното реле на нейтралната точка ще влезе в действие, за да прекъсне дефектната верига, осигурявайки безопасна и стабилна работа на електроенергийната система.

Схеми само с аларма за земно коротко съединение

Схемите само с аларма за земно коротко съединение ограничават земния ток до няколко ампера. Типични стойности са 1,1 ампера за системи на 480 волта и 3,4 ампера за системи на 4 кВ. За трансформатори, свързани в Y-конфигурация, нейтралната точка обикновено е заземена чрез заземващ трансформатор. За трансформатори, свързани в делта-конфигурация, земният ток обикновено се доставя от три трансформатора, свързани в заземена Y-конфигурация на первичната страна и в отворена делта-конфигурация на вторичната страна.

В двете ситуации, реле за напрежение са инсталирани на вторичната страна на заземващите трансформатори, за да сигнализират за условия на земно коротко съединение. В случая на трансформатори, свързани в делта-конфигурация, изгарящи первични предпазници на заземящите трансформатори също могат да активират аларма.

Двете релейни схеми издават аларми (обикновено с чувствителност от 10% или по-висока) за всичко заземено оборудване в конкретна електрическа система. Това включва нисковолтовите или вторичните обмотки на източния трансформатор, както и всички свързани шини, кабели, прекъсвачи, потенциални трансформатори и питащи кабели.

Прехвърляне на шините на апаратура
Паралелно свързване на два източника

Паралелното свързване на два различни източника на мощност е предпочитаният метод за прехвърляне от един източник на друг. Този метод не налага стрес върху моторите, осигурява гладък преход и не представлява заплаха за работещото оборудване. Все пак, в много дизайни, краткосрочният ток, генериран по време на паралелното свързване, надхвърля капацитета за прекъсване на питащите прекъсвачи.

Изходящите и свързващите прекъсвачи остават непроменени, но питащите прекъсвачи може да не успеят да изчистят близки дефекти и дори да бъдат повредени в процеса. Ето защо, продължителността на паралелното свързване трябва да бъде минимизирана (около няколко секунди), за да се намали времето на излагане и вероятността за дефекти на питащите кабели.

Обикновено този проблем е по-изразен, когато генерираща единица доставя мощност на една система, докато резервният или стартерният трансформатор е пита от различна система. Намаляването на мощността на генератора обикновено приближава фазовите ъгли, тъй като мощностният ъгъл на генератора намалява с намалената нагрузка.

 Прехвърляне с изключване и включване

Прехвърлянето с изключване и включване, известно още като схеми за прехвърляне по време, може да повреди моторите. Ако новият изходящ прекъсвач не се включи след изключването на предходния изходящ прекъсвач, това може да доведе до спиране на работеща единица или прекъсване на операционен процес. Когато шината загуби мощност, свързаните мотори действат като генератори и доставят остатъчно напрежение на шината.

Това остатъчно напрежение обикновено се разпада в рамките на около една секунда.

Все пак, прехвърлянето с изключване и включване се случва много по-бързо от една секунда, и остатъчното напрежение може да се комбинира с напрежението от новия източник. Ако векторната сума на тези два напрежения надхвърли 133% от номиналното напрежение на мотора, прехвърлянето може да намали срока на служба на засегнатите мотори.

Автоматични схеми за прехвърляне на шини

Автоматичните схеми за прехвърляне на шини са обикновено проектирани, за да намалят стреса върху моторите по време на прехвърлянето и да координират с релейни за дефект. Координацията с реле за прекомерен ток се постига, като прехвърлянето се инициира след изключването на изходящия прекъсвач. Ако реле за прекомерен ток изключат изходящия прекъсвач (което указва дефект на шината), автоматичното прехвърляне ще бъде блокирано.

Освен това, тези схеми обикновено използват реле за остатъчно напрежение и/или високоскоростни реле за синхронизация. Прехвърлянето е позволено само, когато векторната сума на остатъчното напрежение и напрежението от новия източник е по-малка от 133% от номиналното напрежение на мотора. Ако прехвърлянето е блокирано от 86 блокиращи реле, схемата обикновено изтича.

Все пак, ако това не е така, операторите трябва да проверят, че автоматичната схема за прехвърляне е деактивирана, преди да рестартират 86 блокиращи реле на шината.