رویه های عملکرد خوب برای قطع کننده ها و سوئیچ های مداری

توصیه‌های عملیاتی برای کلیدهای برش و تماس‌گیرها در تجهیزات توزیع

عملکرد LV/MV

تجهیزات توزیع

هدف این راهنمایی ارائه توصیه‌های عملیاتی و بازرسی برای کلیدهای برش قابل خارج شدن و تماس‌گیرهای تجهیزات توزیع ولتاژ متوسط (۲-۱۳.۸ کیلوولت) و ولتاژ پایین (۲۰۰-۴۸۰ ولت) است. عملکرد منظم برای به حداکثر رساندن عملکرد و خدمات تجهیزات نیروگاه و همچنین اطمینان از محیط کاری ایمن برای کارکنان بسیار مهم است.

این مقاله مسئولیت‌های کارکنان عملیاتی، همراه با بازرسی‌های روزانه آنها از تجهیزات توزیع را مشخص می‌کند. علاوه بر این، به بهترین تمرینات برای عملکرد و حفاظت از ترانسفورماتورها، موتورها، بوس‌ها، کابل‌ها، کلیدهای برش و تماس‌گیرها می‌پردازد.

بازرسی‌های اپراتور

مسئولیت کارکنان عملیاتی تنظیم و انجام بازرسی‌های منظم روزانه تمام تجهیزات توزیع در نیروگاه است. کلیدهای برش، تماس‌گیرها و بوس‌ها باید تمیز و خشک نگهداری شوند تا خطر شکست عایقی که ممکن است منجر به انفجار و آتش‌سوزی شود، کاهش یابد. به طور کلی، توصیه می‌شود بازرسی‌ها یک بار در روز انجام شوند.

در زیر توصیه‌های بازرسی روزانه برای تجهیزات توزیع آمده است:

• بررسی کنید که آیا مقادیر رله‌های محافظ فعال شده یا افت داشته‌اند. در صورت یافتن هرگونه ناهماهنگی، آن‌ها را ریست کنید و در کتابچه ثبت رویدادهای کنترل روم رکورد کنید.

• به صدای ناشی از قوس الکتریکی گوش دهید.

• هرگونه بوی غیرمعمول ناشی از گرم شدن یا سوختن عایق را تشخیص دهید.

• علامت‌های نفوذ رطوبت مانند لوکس سقف یا آب روی زمین را جستجو کنید.

• اطمینان حاصل کنید که لامپ‌های وضعیت و سیگنال‌های سیمه‌ای به درستی کار می‌کنند.

• تایید کنید که مراوح اتاق فشاری و دمپرهای آن به خوبی کار می‌کنند تا ورود رطوبت و آلاینده‌های دیگر را جلوگیری کنند.

• اطمینان حاصل کنید که درب‌های اتاق تجهیزات توزیع به خوبی بسته شده‌اند تا ورود آلاینده‌ها را کاهش دهند.

• اطمینان حاصل کنید که درب‌های کابین تجهیزات توزیع بسته شده‌اند تا ورود آلاینده‌ها را کاهش دهند.

• اطمینان حاصل کنید که پنل‌های دسترسی به مکانیزم‌های حرکتی کلید برش، پایانه‌های کابل و اهداف دیگر بسته شده‌اند تا ورود آلاینده‌ها را کاهش دهند.

• اطمینان حاصل کنید که کلیدهای برش و تماس‌گیرها در کابین‌های مربوطه یا در پوشش‌های خاص (معمولاً مجهز به گرمکن) نگهداری می‌شوند تا تجهیزات تمیز و خشک بمانند.

• اطمینان حاصل کنید که روشنایی اتاق تجهیزات توزیع به خوبی کار می‌کند.

• تایید کنید که برچسب‌گذاری کابین‌ها با مقررات نیروگاه سازگار است و به درستی موقعیت‌های منبع، خط اتصال و خط تغذیه را نشان می‌دهد.

• اطمینان حاصل کنید که ابزارهای رک و تجهیزات ایمنی محافظ به خوبی نگهداری و حفظ می‌شوند.

• به طور منظم کارهای تمیزکاری را انجام دهید تا اتاق تمیز و مرتب بماند.

در صورت یافتن هرگونه ناهماهنگی در فرآیند بازرسی ذکر شده، باید دستور کارهای نگهداری صادر شوند.

این مقاله به تمرینات محافظت از تغذیه‌دهنده‌های خط تغذیه، محافظت از خطای زمینی و محافظت از منبع و خط اتصال، و تمرینات مهم دیگر مرتبط با ترانسفورماتورها می‌پردازد. علاوه بر این، به انتقال بوس‌های تجهیزات توزیع و مشکلاتی که در زمان موازی کردن دو منبع تغذیه و در طرح‌های انتقال زمانی ظاهر می‌شوند، می‌پردازد.

 حفاظت

رله‌های محافظ به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که فقط کلیدهای برش یا تماس‌گیرهایی که نیاز به عملکرد برای جدا کردن خطاهای الکتریکی دارند، به صورت خودکار باز شوند. این امر به حداکثر تعداد تجهیزات اجازه می‌دهد تا در حال عملکرد باقی بمانند و تأثیر بر واحد‌های تولیدی آنلاین را به حداقل می‌رساند. همچنین محل خطای الکتریکی را نشان می‌دهد.

خطاهای الکتریکی در ترانسفورماتورها، موتورها، بوس‌ها، کابل‌ها، کلیدهای برش و تماس‌گیرها معمولاً دائمی هستند. قبل از دوباره‌تغذیه تجهیزات، باید یک بررسی دقیق از عملکرد رله‌های محافظ انجام شود.

مقدار جریان‌های کوتاه‌مداری الکتریکی معمولاً بین ۱۵۰۰۰ تا ۴۵۰۰۰ آمپر متغیر است، بسته به اندازه و امپدانس ترانسفورماتور منبع.

حفاظت زمینی خط تغذیه

طراحی‌هایی که جریان خطای زمینی (معمولاً حدود ۱۰۰۰ آمپر) را محدود می‌کنند، از رله‌های زمینی جداگانه استفاده می‌کنند که فقط برای خطاهای زمینی فعال می‌شوند. این رله‌ها با زمان‌های تأخیر بسیار کوتاه عمل می‌کنند تا خط تغذیه‌های زمینی را قبل از عملکرد رله‌های زمینی کلیدهای منبع یا اتصال جدا کنند.

محافظت از بیش‌جریانی منبع و اتصال

کلیدهای منبع و اتصال با المان‌های بازشدن فوری مجهز نیستند. به جای آن، آن‌ها از زمان‌های تأخیر برای هماهنگی پاسخ‌های خطایی با اتوبوس‌های پایین‌دست و بارهای موجود استفاده می‌کنند.

معمولاً، این رله‌ها بر اساس سطح بالاترین جریان کوتاه‌مداری سه‌فاز تنظیم می‌شوند، با زمان عملکردی بین ۰٫۴ تا ۰٫۸ ثانیه.

معمولاً، این رله‌ها دارای ویژگی زمانی معکوس هستند. به عبارت دیگر، سطوح کمتر جریان منجر به زمان‌های تأخیر طولانی‌تر برای تمام رله‌ها می‌شود. به طور خاص، کلید اتصال متصل به اتوبوس دیگری تنظیم شده است تا در حدود ۰٫۴ ثانیه عمل کند، در حالی که کلید سمت پایین ترانسفورماتور منبع تنظیم شده است تا در حدود ۰٫۸ ثانیه عمل کند.

 محافظت از بیش‌جریانی سمت بالایی ترانسفورماتور منبع

رله‌های بیش‌جریانی در سمت ولتاژ بالایی ترانسفورماتور منبع معمولاً تنظیم شده‌اند تا در حدود ۱.۲ ثانیه بعد از رخ دادن بیشینه جریان کوتاه‌مداری سه‌فاز در سمت ولتاژ پایین عمل کنند. این زمان تأخیر اجازه می‌دهد تا با رله‌های بیش‌جریانی در سمت ولتاژ پایین یا ثانویه هماهنگ شود.

این رله‌ها معمولاً دارای ویژگی زمانی معکوس هستند، به این معنا که سطوح کمتر جریان منجر به زمان‌های عملکرد طولانی‌تر می‌شود. رله‌های بیش‌جریانی سمت ولتاژ بالایی ترانسفورماتور منبع فرض می‌کنند که ممکن است خطایی در خود ترانسفورماتور، در اتوبوس‌های متصل به سمت ولتاژ پایین یا کابل‌ها، یا در کلید برش ولتاژ پایین رخ دهد. آن‌ها تمام تجهیزات مورد نیاز را باز می‌کنند تا خطای را جدا کنند.

برای سوئیچ‌های انتقال خودکار واحدی (UATs) که معمولاً با محافظت دیفرانسیل مجهز شده‌اند، رله‌های بیش‌جریانی سمت ولتاژ بالایی می‌توانند واحد و ترانسفورماتور اصلی را کاملاً باز کنند. علاوه بر این، اگر کلید سمت ولتاژ پایین نتواند یک خطا را قطع کند، رله‌های بیش‌جریانی سمت ولتاژ بالایی محافظت از چسبندگی کلید را ارائه می‌دهند.

محافظت زمینی باقی‌مانده منبع و اتصال

در طراحی‌هایی که جریان خطای زمینی (معمولاً حدود ۱۰۰۰ آمپر) را محدود می‌کنند، از رله‌های زمینی جداگانه استفاده می‌شود که فقط در صورت رخ دادن خطا زمینی فعال می‌شوند. رله‌های زمینی کلیدهای منبع و اتصال با المان‌های بازشدن فوری مجهز نیستند. به جای آن، آن‌ها از زمان‌های تأخیر برای هماهنگی پاسخ‌های خطایی با اتوبوس‌های پایین‌دست و بارهای موجود استفاده می‌کنند. معمولاً، این رله‌ها بر اساس سطح بالاترین جریان خطای زمینی تنظیم می‌شوند، با زمان عملکردی بین ۰.۷ تا ۱.۱ ثانیه.

معمولاً، این رله‌ها دارای ویژگی زمانی معکوس هستند. به عبارت دیگر، سطوح کمتر جریان منجر به زمان‌های تأخیر طولانی‌تر برای تمام رله‌ها می‌شود. به طور خاص، کلید اتصال متصل به اتوبوس دیگری تنظیم شده است تا در حدود ۰.۷ ثانیه برای ۱۰۰٪ خطاهای زمینی عمل کند، در حالی که کلید سمت پایین ترانسفورماتور منبع تنظیم شده است تا در حدود ۱.۱ ثانیه عمل کند.

محافظت از زمینی نقطه نوتروال ترانسفورماتور منبع

در طرح‌های طراحی شده برای محدود کردن جریان خطای زمینی (معمولاً حدود ۱۰۰۰ آمپر)، از رله‌های زمینی اختصاصی استفاده می‌شود. این رله‌ها به طور خاص طراحی شده‌اند تا جریان زمینی که از نقطه نوتروال ترانسفورماتور می‌گذرد را به دقت تشخیص دهند. آن‌ها به طور خاص تنظیم شده‌اند و فقط در صورت رخ دادن خطا زمینی فعال می‌شوند.

معمولاً، رله‌های زمینی نقطه نوتروال ترانسفورماتور منبع تنظیم شده‌اند تا در حدود ۱.۵ ثانیه بعد از خطرناک‌ترین خطا زمینی عمل کنند. این تنظیم زمانی بسیار مهم است زیرا این امر امکان هماهنگی رله‌ها با رله‌های زمینی کلیدهای منبع و اتصال را فراهم می‌کند.

رله‌های زمینی نقطه نوتروال نقش مهمی دارند. وظیفه اصلی آن‌ها جدا کردن خطاهای زمینی که در سمت ولتاژ پایین (یعنی سمت ثانویه) ترانسفورماتور منبع رخ می‌دهند است. مکان‌های احتمالی خطا شامل سیم‌پیچ‌های ولتاژ پایین ترانسفورماتور، کلیدهای برش ولتاژ پایین و اتوبوس‌ها و کابل‌های متصل به آن‌ها است. بیش از این، این رله‌ها به عنوان محافظت پشتیبان عمل می‌کنند. در صورتی که کلید سمت پایین در مقابل خطای زمینی به درستی عمل نکند، رله‌های زمینی نقطه نوتروال به سرعت وارد عمل می‌شوند تا مدار خراب را قطع کنند و بدین ترتیب عملکرد ایمن و پایدار سیستم تغذیه الکتریکی را تضمین کنند.

طرح‌های فقط هشدار زمینی

طرح‌های فقط هشدار زمینی جریان خطای زمینی را به چند آمپر محدود می‌کنند. مقادیر معمول ۱.۱ آمپر برای سیستم‌های ۴۸۰ ولت و ۳.۴ آمپر برای سیستم‌های ۴ کیلوولت هستند. برای ترانسفورماتورهای منبع متصل به wye، نقطه نوتروال معمولاً از طریق یک ترانسفورماتور زمینی زمین شده است. برای ترانسفورماتورهای منبع متصل به delta، جریان خطای زمینی معمولاً توسط سه ترانسفورماتور تأمین می‌شود که در سمت اولیه در یک کانفیگوراسیون wye زمین شده و در سمت ثانویه در یک کانفیگوراسیون open-delta قرار دارند.

در هر دو سناریو، رله‌های ولتاژ روی سمت ثانویه ترانسفورماتورهای زمینی نصب شده‌اند تا در صورت رخ دادن خطای زمینی هشدار دهند. در مورد ترانسفورماتورهای منبع متصل به delta، فیوزهای اصلی ترانسفورماتورهای تشخیص زمینی نیز می‌توانند هشدار دهند.

هر دو طرح هشدار (معمولاً با حساسیت ۱۰٪ یا بیشتر) برای تمام تجهیزات زمین شده در یک سیستم الکتریکی خاص صادر می‌کنند. این شامل سیم‌پیچ‌های ولتاژ پایین یا ثانویه ترانسفورماتور منبع، همچنین تمام اتوبوس‌ها، کابل‌ها، کلیدهای برش، ترانسفورماتورهای پتانسیل و بارها است.

انتقال بوس تجهیزات توزیع
موازی کردن دو منبع

موازی کردن دو منبع تغذیه مختلف روش مورد ترجیح برای تغییر از یک منبع به منبع دیگر است. این روش هیچ تنشی بر موتورها وارد نمی‌کند، انتقال را به صورت صاف انجام می‌دهد و هیچ تهدیدی برای تجهیزات در حال کار ندارد. با این حال، در بسیاری از طرح‌ها، جریان کوتاه‌مداری تولید شده در زمان موازی کردن از ظرفیت قطع کلیدهای تغذیه‌دهنده فراتر می‌رود.

کلیدهای منبع و اتصال تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند، اما کلیدهای تغذیه‌دهنده ممکن است نتوانند خطاهای نزدیک را قطع کنند و حتی در فرآیند آسیب ببینند. بنابراین، مدت زمان موازی کردن باید به حداقل (حدود چند ثانیه) کاهش یابد تا زمان مواجهه و احتمال خطاهای تغذیه‌دهنده کاهش یابد.

معمولاً این مسئله در زمانی که یک واحد تولیدی به یک سیستم تغذیه می‌کند و ترانسفورماتور پشتیبان یا شروع از یک سیستم دیگر تغذیه می‌شود بیشتر مشهود است. کاهش خروجی توان ژنراتور معمولاً زاویه‌های فاز را به هم نزدیک‌تر می‌کند، زیرا زاویه توان ژنراتور با کاهش بار کاهش می‌یابد.

 انتقال‌های drop - pickup

انتقال‌های drop - pickup، که به عنوان طرح‌های انتقال زمانی نیز شناخته می‌شوند، ممکن است موتورها را آسیب ببینند. اگر کلید منبع جدید پس از باز شدن کلید منبع قبلی نتواند بسته شود، ممکن است یک واحد در حال کار متوقف شود یا یک فرآیند در حال انجام قطع شود. وقتی یک اتوبوس از تغذیه محروم می‌شود، موتورهای متصل به آن به عنوان ژنراتور عمل می‌کنند و ولتاژ باقی‌مانده‌ای به اتوبوس تامین می‌کنند.

این ولتاژ باقی‌مانده معمولاً در حدود یک ثانیه ناپدید می‌شود.

با این حال، انتقال‌های drop - pickup بسیار سریع‌تر از یک ثانیه اتفاق می‌افتد و ولتاژ باقی‌مانده می‌تواند با ولتاژ منبع جدید ترکیب شود. اگر مجموع برداری این دو ولتاژ بیش از ۱۳۳٪ ولتاژ اسمی موتور باشد، انتقال می‌تواند عمر مفید موتورهای مرتبط را کاهش دهد.

طرح‌های انتقال خودکار اتوبوس

طرح‌های انتقال خودکار اتوبوس معمولاً طراحی شده‌اند تا تنش روی موتورها در زمان انتقال را کاهش دهند و با رله‌های خطا هماهنگ شوند. هماهنگی با رله‌های بیش‌جریانی با شروع انتقال پس از باز شدن کلید منبع انجام می‌شود. اگر رله‌های بیش‌جریانی باعث باز شدن کلید منبع شوند (که نشان‌دهنده خطای اتوبوس است)، انتقال خودکار مسدود می‌شود.

علاوه بر این، این طرح‌ها معمولاً از رله‌های ولتاژ باقی‌مانده و یا رله‌های بررسی