Mga mahusay na praktik sa operasyon para sa mga circuit breakers at contactors ng switchgear
Mga mahusay na pamamaraan sa operasyon para sa mga switchgear circuit breakers at contactors
Operasyon ng LV/MV
Switchgear
Ang layunin ng gabay na ito ay ibigay ang inirerekumendang mga pamamaraan para sa operasyon at inspeksyon ng medium-voltage (2-13.8 kV) at low-voltage (200-480 V) draw-out switchgear circuit breakers at contactors. Ang maayos na reguladong operasyon ay napakalaking importansya upang makamit ang pinakamataas na performance at serbisyo ng mga kagamitan ng planta, at upang masiguro ang ligtas na kapaligiran para sa mga tao sa planta.
Ang artikulong ito ay naglalarawan ng mga responsibilidad ng mga taong nagsasagawa ng operasyon, kasama ang kanilang araw-araw na pagtingin at inspeksyon ng switchgear. Bukod dito, ito ay magpapaliwanag din ng mga pinakamahusay na pamamaraan para sa operasyon at proteksyon ng mga transformer, motors, buses, cables, circuit breakers, at contactors.
Inspeksyon ng Operator
Ang tungkulin ng mga taong nagsasagawa ng operasyon ay magtakda at isagawa ng regular na routine inspections sa lahat ng switchgear sa planta. Ang mga circuit breakers, contactors, at busbars ay dapat na panatilihin na malinis at dry upang mabawasan ang panganib ng mga insulation failures na maaaring magresulta sa explosions at sunog. Sa pangkalahatan, ito ay inirerekumenda na gawin ang inspeksyon araw-araw.
Ang mga sumusunod ay ang inirerekumendang araw-araw na inspeksyon items para sa switchgear:
Kung may anumang anomalya ang natuklasan sa nasabing proseso ng inspeksyon, dapat na ilabas ang maintenance work orders.
Ito ay sasalamin sa mga pamamaraan para sa load feeder overcurrent at ground fault protection, pati na rin ang source at tie overcurrent protection, at iba pang mahalagang praktika na may kaugnayan sa mga transformers. Bukod dito, ito ay susundin ang mga isyu na lumilitaw sa panahon ng switchgear bus transfers at isisiyasat ang mga isyu na nangyayari sa pag-parallel ng dalawang power sources at sa switch-time transfer schemes.
Proteksyon
Ang mga protective relays ay nakikoordinate nang ang mga circuit breakers o contactors na kailangang gumana upang i-isolate ang mga fault ay lang ang mag-oopen automatically. Ito ay nagbibigay-daan para sa maximum na bilang ng kagamitan na mananatiling operational, na minimizes ang impact sa on-line generating units. Ito rin ay nagbibigay ng indikasyon ng lokasyon ng electrical fault.
Ang mga electrical faults sa mga transformers, motors, busbars, cables, circuit breakers, at contactors ay karaniwang permanent. Bago i-re-energize ang kagamitan, kailangang gawin ang thorough investigation ng operasyon ng mga protective relays.
Ang magnitude ng electrical short-circuit currents karaniwang nasa 15,000 hanggang 45,000 amperes, depende sa laki at impedance ng source transformer.
Load Feeder Ground Protection
Ang mga disenyo na naglimita ng ground fault current (karaniwang nasa 1000 amps) ay gumagamit ng hiwalay na ground relays na gagana lamang para sa ground faults. Ang mga relays na ito ay trip nang may napakabilis na time delays upang i-isolate ang mga grounded feeders bago ang source o tie circuit breaker ground relays magsimula.
Source and Tie Overcurrent Protection
Ang mga source breakers at tie breakers ay hindi equipped ng instantaneous tripping elements. Sa halip, sila ay umaasa sa time delays upang mag-coordinate ng fault responses sa downstream buses at loads.
Karaniwan, ang mga relays na ito ay set based sa maximum three-phase short-circuit current levels, na may operating time na nasa 0.4 hanggang 0.8 seconds.
Normal na ang mga relays na ito ay may inverse-time characteristic. Ibig sabihin, ang mas mababang current levels ay magresulta ng proportionally mas mahabang time delays para sa lahat ng relays. Partikular, ang tie breaker na konektado sa isa pang bus ay set na mag-operate sa humigit-kumulang 0.4 seconds, habang ang low-side breaker ng source transformer ay set na mag-operate sa humigit-kumulang 0.8 seconds.
High Side Source Transformer Overcurrent Protection
Ang mga overcurrent relays sa high-voltage side ng source transformer ay karaniwang set na mag-operate humigit-kumulang 1.2 seconds pagkatapos ng maximum three-phase short-circuit sa low-voltage side. Ang time delay na ito ay nagbibigay-daan para sa proper coordination sa mga overcurrent relays sa low-voltage o secondary side.
Ang mga relays na ito ay karaniwang may inverse-time characteristic, na nangangahulugan na ang mas mababang current levels ay nagresulta ng mas mahabang operating times. Ang high-voltage-side overcurrent relays ng source transformer ay asuming na maaaring mangyari ang fault sa loob ng transformer mismo, sa low-voltage-side connecting buses o cables, o sa low-voltage circuit breaker. Sila ay trip all necessary equipment upang i-isolate ang fault.
Para sa Unitized Automatic Transfer Switches (UATs), na karaniwang equipped ng differential protection, ang high-voltage-side overcurrent relays ay maaari ring sanhi ng unit at main step-up transformer na completely trip. Bukod dito, kung ang low-voltage-side breaker ay hindi nag-interrupt ng fault, ang high-voltage-side overcurrent relays ay nagbibigay ng breaker-sticking protection.
Source and Tie Residual Ground Protection
Para sa mga disenyo na naglimita ng ground-fault current (karaniwang nasa 1000 amps), ginagamit ang hiwalay na ground relays, na gagana lamang sa pagkakaroon ng ground fault. Ang mga ground relays ng source at tie breakers ay hindi equipped ng instantaneous tripping elements. Sa halip, sila ay umaasa sa time delays upang mag-coordinate ng fault responses sa downstream buses at loads. Karaniwan, ang mga relays na ito ay set based sa maximum ground-fault current levels, na may operating time na nasa 0.7 hanggang 1.1 seconds.
Normal na ang mga relays na ito ay may inverse-time characteristic. Ibig sabihin, ang mas mababang current levels ay nagresulta ng proportionally mas mahabang time delays para sa lahat ng relays. Partikular, ang tie breaker na konektado sa isa pang bus ay set na mag-operate sa humigit-kumulang 0.7 seconds para sa 100% ground faults, habang ang low-side breaker ng source transformer ay set na mag-operate sa humigit-kumulang 1.1 seconds.
Source Transformer Neutral Ground Protection
Sa mga disenyo na naglimita ng ground-fault current (karaniwang nasa 1000 amps), ginagamit ang dedicated ground relays. Ang mga relays na ito ay espesyal na designed upang accurately sense ang ground current na umuusbong sa neutral point ng transformer. Sila ay highly targeted at gagana lamang kapag may ground fault.
Normal na ang source transformer neutral-ground relay ay set na mag-operate humigit-kumulang 1.5 seconds pagkatapos ng pinaka-severe na ground fault. Ang time-delay setting na ito ay crucial sapagkat ito ay nagbibigay-daan para sa relay na mag-coordinate well sa mga ground relays ng source breakers at tie breakers.
Ang neutral-ground relay ay may mahalagang misyon. Ang core function nito ay i-isolate ang ground faults na nangyayari sa low-voltage side (i.e., secondary side) ng source transformer. Ang mga potential fault locations ay kinabibilangan ng low-voltage windings ng transformer, low-voltage circuit breakers, at ang buses at cables na konektado sa kanila. Mas importante pa, ito ay naglilingkod din bilang backup protection. Kung ang low-side breaker ay hindi gumagana nang maayos sa pagharap ng ground fault, ang neutral-ground relay ay mabilis na mag-step in upang cut off ang faulty circuit, na nagbibigay-daan sa ligtas at stable na operasyon ng power system.
Alarm-Only Ground Schemes
Ang alarm-only ground schemes ay naglimita ng ground-fault current sa ilang amperes lang. Ang typical values ay 1.1 amperes para sa 480-volt systems at 3.4 amperes para sa 4 kV systems. Para sa wye-connected source transformers, ang neutral point ay karaniwang grounded via a grounding transformer. Para sa delta-connected source transformers, ang ground-fault current ay karaniwang supplied ng tatlong transformers, na konektado sa grounded wye configuration sa primary side at open-delta configuration sa secondary side.
Sa parehong scenarios, ang voltage relays ay installed sa secondary sides ng mga grounding transformers upang alert sa ground-fault conditions. Sa kaso ng delta-connected source transformers, ang blown primary fuses ng ground-detector transformers ay maaari ring trigger an alarm.
Ang parehong relay schemes ay nag-issue ng alarms (karaniwang may sensitivity ng 10% o mas mataas) para sa lahat ng grounded equipment sa specific electrical system. Ito ay kinabibilangan ng low-voltage o secondary windings ng source transformer, pati na rin ang lahat ng connected buses, cables, circuit breakers, potential transformers, at loads.
Switchgear Bus Transfers
Paralleling Two Sources
Ang paralleling ng dalawang iba't ibang power sources ay ang pinakapaboritong approach para sa switching mula sa isang source sa isa pa. Ang paraan na ito ay walang stress sa motors, nagbibigay ng smooth transition, at walang banta sa running equipment. Gayunpaman, sa maraming disenyo, ang short-circuit current na nabuo sa paralleling process ay lumampas sa interrupting capacity ng feeder breakers.
Ang source breakers at tie breakers ay hindi naapektuhan, ngunit ang feeder breakers ay maaaring hindi makalampas sa close-in faults at maaaring mabigo o masira sa proseso. Kaya, ang duration ng paralleling ay dapat na minumize (humigit-kumulang ilang segundo) upang mabawasan ang exposure time at probability ng feeder faults.
Karaniwan, ang isyu na ito ay mas pronounced kapag ang isang generating unit ay nag-supply ng power sa isang sistema samantalang ang standby o startup transformer ay fed mula sa ibang sistema. Ang pagbabawas ng power output ng generator ay karaniwang nagdadala ng phase angles mas malapit, bilang ang power angle ng generator ay bumababa sa reduced load.
Drop-Pickup Transfers
Ang drop-pickup transfers, na kilala rin bilang switch-time transfer schemes, ay maaaring mabigo ang motors. Kung ang bagong source breaker ay hindi nag-close pagkatapos ng previous source breaker trips open, maaari itong sanhi ng shutdown ng isang running unit o interruption ng isang ongoing process. Kapag nawalan ng power ang busbar, ang konektadong motors ay gumagana bilang generators at nag-supply ng residual voltage sa busbar.
Ang residual voltage na ito ay karaniwang nag-decay sa loob ng humigit-kumulang isang segundo.
Gayunpaman, ang drop-pickup transfers ay nangyayari mas mabilis kaysa sa isang segundo, at ang residual voltage ay maaaring magsama sa voltage mula sa bagong source. Kung ang vector sum ng dalawang voltages na ito ay lumampas sa 133% ng rated voltage ng motor, ang transfer ay maaaring mabawasan ang service life ng motors involved.
Automatic Bus Transfer Schemes
Ang automatic bus transfer schemes ay karaniwang designed upang mabawasan ang stress sa motors sa panahon ng transfer at mag-coordinate sa fault relays. Ang coordination sa over-current relaying ay naitatag sa pamamagitan ng pagsisimula ng transfer pagkatapos ng source circuit breaker trips open. Kung ang over-current relays ay sanhi ng source breaker na trip (na nag-indicate ng bus fault), ang automatic transfer ay ibeblok.
Bukod dito, ang mga scheme na ito ay karaniwang gumagamit ng residual voltage relays at/o high-speed synchronizing check relays. Ang mga transfer ay pinapayagan lamang kapag ang vector sum ng residual voltage at voltage mula sa bagong source ay mas mababa sa 133% ng rated voltage ng motor. Kung ang transfer ay ibeblok ng 86 lockout relays, ang scheme ay karaniwang timeout.
Ngunit, kung hindi ito ang kaso, ang mga operator ay dapat na suriin na deactivated ang automatic transfer scheme bago i-reset ang bus 86 lockout relays.
