Dobre prakse za rad prekidača i kontaktora u napajajućem uređaju

Dobri operativni postupci za prekidače i kontaktoare u napajajućem uređaju

Operacija N/SPN

 Napajajući uređaj

Cilj ove smjernice je ponuditi preporučene postupke za operaciju i pregled prekidača i kontaktoara u izvlačnom napajajućem uređaju srednje (2 - 13.8 kV) i niske (200 - 480 V) napetosti. Dobro regulirana operacija je od presudne važnosti za maksimiziranje performansi i vremena službe opreme u postrojbi, kao i osiguravanje sigurnog radnog okruženja za osoblje postrojbe.

Ovaj članak definira odgovornosti operativnog osoblja, zajedno s njihovim dnevnim pregledima i inspekcijama napajajućeg uređaja. Također će se razmotriti optimalni postupci za operaciju i zaštitu transformatora, motora, šinastih sustava, kabela, prekidača i kontaktoara.

Inspekcije operatera

To je dužnost operativnog osoblja da postavi i provede redovite rutinske inspekcije svih napajajućih uređaja u postrojbi. Prekidači, kontaktoari i šine trebaju biti čisti i suhi kako bi se smanjio rizik od propada izolacije koji može dovesti do eksplozija i požara. Općenito, preporučljivo je provoditi inspekcije jednom dnevno.

Evo preporučenih stavki dnevnih inspekcija napajajućeg uređaja:

• Provjerite jesu li ciljevi zaštitnih reléa padnuli ili su aktivirani. Ako se otkriju nepravilnosti, resetirajte ih i zabilježite u dnevniku kontrolne sobe.

• Slušajte za akustički šum uzrokovan električnim lukom.

• Detektirajte bilo kakav neobičan miris od pregrejanog ili gorićnog izolanta.

• Tražite znakove unosa vlage, poput curenja sa krova ili vode na podu.

• Osigurajte da statusne svjetiljke i semafori ispravno funkcioniraju.

• Potvrdite da ventilatori i ventilacijska zavrata u prostoriji za tlak ispravno funkcioniraju kako bi se spriječio unos vlage i drugih kontaminanata.

• Osigurajte da su vrata prostorije napajajućeg uređaja zatvorena kako bi se smanjio unos kontaminanata.

• Osigurajte da su vrata kabinetova napajajućeg uređaja zatvorena kako bi se smanjio unos kontaminanata.

• Provjerite jesu li paneli za pristup mehanizmima sklopivanja prekidača, terminacijama kabela i drugim namjenama zatvoreni kako bi se smanjio unos kontaminanata.

• Osigurajte da su prekidači i kontaktoari pohranjeni u svoje kabinete ili posebne kutije (obično opremljene zagrijivačima) kako bi se oprema održavala čista i suha.

• Provjerite da osvjetljenje u prostoriji napajajućeg uređaja ispravno funkcionira.

• Potvrdite da označavanje kabinetova u skladu je s propisima postrojbe i točno označava položaje izvora, vezne linije i ishoda.

• Osigurajte da su alati za ubacivanje u rešetku i zaštitno oprema zaštite pravilno pohranjena i održavana.

• Redovito provodite čišćenje kako bi se održavala čistoća i red u prostoriji.

Ako se tijekom gore navedenog procesa inspekcije otkriju nepravilnosti, treba izdati narudžbe za održavanje.

Uključit će se prakse za zaštitu od pretoka struje i zemljane greške ispustne linije, kao i zaštitu od pretoka struje izvora i vezne linije, te druge ključne prakse vezane uz transformatore. Također će se razmotriti prijenos šina napajajućeg uređaja i istražiti probleme koji se javljaju tijekom paralelnog spoja dvaju izvora struje i u shemama prijenosa vremenskih intervala.

 Zaštita

Zaštitna reléa su koordinirana tako da samo oni prekidači ili kontaktoari koji trebaju raditi da izoliraju greške automatski otvore. To omogućuje da što više opreme ostane u operaciji, minimizirajući utjecaj na online generatorske jedinice. Također daje indikaciju o lokaciji električne greške.

Električne greške u transformatorima, motorima, šinama, kabelima, prekidačima i kontaktoarima obično su trajne. Prije ponovnog energiziranja opreme, mora se temeljito provesti analiza rada zaštitnih reléa.

Magnituda električnih struja kratkog spoja obično se kreće od 15.000 do 45.000 ampera, ovisno o veličini i impedanci izvornog transformatora.

Zaštita od zemljane greške ispustne linije

Dizajni koji ograničavaju struju zemljane greške (obično oko 1000 ampera) koriste odvojene reléa za zemlju koji će se aktivirati samo za zemljane greške. Ovi reléa triju s vrlo kratkim vremenskim kašnjenjem kako bi izolirali zemljane ispustne linije prije nego što mogu djelovati reléa za zemlju prekidača izvora ili vezne linije.

Zaštita od pretoka struje izvora i vezne linije

Prekidači izvora i vezne linije nisu opremljeni elementima za trenutno tripovanje. Umjesto toga, ovisi o vremenskim kašnjenjima za koordinaciju odgovora na greške s dolaznim šinama i opterećenjima.

Obično, ovi reléi su postavljeni na temelju maksimalnih nivoa struje kratkog spoja tri faze, s vremenom rada koje se kreće od 0,4 do 0,8 sekundi.

Normalno, ovi reléi imaju karakteristiku obrnutog vremena. To znači da niže nivoi struje rezultirat će proporcionalno dužim vremenskim kašnjenjima za sve reléa. Konkretno, vezni prekidač povezan na drugu šinu je postavljen da radi otprilike za 0,4 sekunde, dok je donji prekidač izvornog transformatora postavljen da radi otprilike za 0,8 sekundi.

 Zaštita od pretoka struje visokonaponskog izvora transformatora

Reléi za pretok struje na visokonaponskoj strani izvornog transformatora obično su postavljeni da rade otprilike 1,2 sekunde nakon maksimalnog kratkog spoja tri faze na niskonaponskoj strani. Ovo vremensko kašnjenje omogućuje pravilnu koordinaciju s reléima za pretok struje na niskonaponskoj ili sekundarnoj strani.

Ovi reléi obično imaju karakteristiku obrnutog vremena, što znači da niže nivoi struje rezultirat će dužim vremenom rada. Reléi za pretok struje na visokonaponskoj strani izvornog transformatora pretpostavljaju da se greška može dogoditi u samom transformatoru, na niskonaponskim spojnicama ili kablama, ili u niskonaponskom prekidaču. Oni će tripovati sve potrebne opreme kako bi izolirali grešku.

Za automatizirane prekidače za prijenos (UAT), koji obično imaju diferencijalnu zaštitu, reléi za pretok struje na visokonaponskoj strani također mogu dovesti do potpunog tripovanja jedinice i glavnog step-up transformatora. Također, ako niskonaponski prekidač ne uspije prekinuti grešku, reléi za pretok struje na visokonaponskoj strani nude zaštitu od lepljenja prekidača.

Residualna zaštita od zemlje izvora i vezne linije

Za dizajne koji ograničavaju struju zemljane greške (obično oko 1000 ampera), koriste se odvojene reléa za zemlju, koje se aktiviraju samo u slučaju zemljane greške. Reléa za zemlju izvornih i veznih prekidača nisu opremljena elementima za trenutno tripovanje. Umjesto toga, ovisi o vremenskim kašnjenjima za koordinaciju odgovora na greške s dolaznim šinama i opterećenjima. Obično, ovi reléi su postavljeni na temelju maksimalnih nivoa struje zemljane greške, s vremenom rada koje se kreće od 0,7 do 1,1 sekundi.

Normalno, ovi reléi pokazuju karakteristiku obrnutog vremena. To znači da niže nivoi struje rezultirat će proporcionalno dužim vremenskim kašnjenjima za sve reléa. Konkretno, vezni prekidač povezan na drugu šinu je postavljen da radi otprilike za 0,7 sekundi za 100% zemljane greške, dok je donji prekidač izvornog transformatora postavljen da radi otprilike za 1,1 sekundi.

Zaštita neutralne zemlje izvornog transformatora

U dizajn shemama namijenjenim ograničavanju struje zemljane greške (obično oko 1000 ampera), koriste se specifični reléi za zemlju. Ovi reléi su posebno dizajnirani da precizno registruju struju zemlje koja teče kroz neutralnu točku transformatora. Oni su vrlo ciljani i aktivirat će se samo kada se dogodi zemljana greška.

Normalno, relé za neutralnu zemlju izvornog transformatora je postavljen da radi otprilike 1,5 sekunde nakon najteže zemljane greške. Ovo postavljanje vremenskog kašnjenja ključno je jer osigurava da relé može pravilno koordinirati s reléima za zemlju izvornih i veznih prekidača.

Relé za neutralnu zemlju ima ključnu misiju. Njegova osnovna funkcija je izolirati zemljane greške koje se događaju na niskonaponskoj strani (tj. sekundarnoj strani) izvornog transformatora. Moguće mjesto greške uključuje niskonaponske navije transformatora, niskonaponske prekidače i šine i kable koji ih povezuju. Štoviše, služi kao rezervna zaštita. U slučaju da niskonaponski prekidač ne radi pravilno kada se suoči s zemljom, relé za neutralnu zemlju će brzo ući u igru i prekinuti grešku, osiguravajući bezbednu i stabilnu operaciju elektroenergetske mreže.

Sheme samo za alarmiranje

Sheme samo za alarmiranje ograničavaju struju zemljane greške na samo nekoliko ampera. Tipične vrijednosti su 1,1 ampera za sustave od 480 voltai i 3,4 ampera za sustave od 4 kV. Za transformatore s izvorom povezanim u Y, neutralna točka obično je zemljena putem transformatora za zemljenje. Za transformatore s izvorom povezanim u delta, struja zemljane greške obično dolazi od tri transformatora, koji su povezani u konfiguraciju zemljene Y na primarnoj strani i otvorene delta na sekundarnoj strani.

U oba scenarija, reléi za napon su instalirani na sekundarnim stranama transformatora za zemljenje kako bi se upozorili na stanja zemljane greške. U slučaju transformatora s izvorom povezanim u delta, ispušteni primarni fuze transformatora za detekciju zemlje također mogu aktivirati alarm.

Obe sheme reléa emitiraju alarmove (obično s osjetljivošću od 10% ili više) za sve zemljene opreme unutar određenog električnog sustava. To uključuje niskonaponske ili sekundarne navije izvornog transformatora, kao i sve povezane šine, kable, prekidače, transformatore potencijala i opterećenja.

Prijenos šina napajajućeg uređaja
Paralelni spoj dva izvora

Paralelni spoj dva različita izvora struje je preferirani pristup za prebacivanje s jednog izvora na drugi. Ovaj pristup ne stavlja nikakav stres na motore, osigurava gladak prijelaz i ne predstavlja nikakvu pretnju za radnu opremu. Međutim, u mnogim dizajnima, struja kratkog spoja generirana tijekom procesa paralelnog spoja premašuje kapacitet prekidanja prekidača ispustne linije.

Prekidači izvora i vezne linije ostaju nepridruženi, ali prekidači ispustne linije možda neće očistiti bliske greške i čak bi mogli biti oštećeni tijekom procesa. Stoga bi trebalo smanjiti trajanje paralelnog spoja (oko nekoliko sekundi) kako bi se smanjilo vrijeme izlaganja i vjerojatnost grešaka ispustne linije.

Obično, ovaj problem je izraženiji kada jedinica za generiranje snabdeva jedan sustav, dok je rezervni ili pokretni transformator snabdijen iz drugog sustava. Smanjenje snage generatora obično dovodi fazne kutove bliže zajedno, jer se ugao snage generatora smanjuje s manjom opterećenjem.

 Prijenos prebacivanja

Prijenos prebacivanja, također poznat kao shema prijenosa vremenskog intervala, može oštetiti motive. Ako novi prekidač izvora ne uspije zatvoriti nakon što prethodni prekidač izvora otvori, to može dovesti do zaustavljanja radne jedinice ili prekida radnog procesa. Kada šina izgubi struju, povezani motori djeluju kao generatori i snabdevaju šinu ostatak napona.

Ostatak napona obično nestaje unutar otprilike jedne sekunde.

Međutim, prijenosi prebacivanja se događaju puno brže od jedne sekunde, a ostatak napona može se kombinirati s naponom novog izvora. Ako vektorski zbroj ta dva napona premaši 133% nominalnog napona motora, prijenos može smanjiti vremensku trajnost uključenih motora.

Automatske sheme prijenosa šina

Automatske sheme prijenosa šina su općenito dizajnirane kako bi umanjile stres na motive tijekom prijenosa i koordinirale s reléima za greške. Koordinacija s reléima za pretok struje postiže se inicijalizacijom prijenosa nakon što prekidač izvora otvori. Ako reléi za pretok struje dovedu do otvaranja prekidača izvora (što ukazuje na grešku na šini), automatski prijenos će biti blokiran.

Također, ove sheme obično koriste reléi za ostatak napona i/ili reléi za brzu provjeru sinkronizacije. Prijenosi su dopušteni samo kada je vektorski zbroj ostatka napona i napona novog izvora manji od 133% nominalnog napona motora. Ako prijenos blokira reléi za zaključavanje 86, shema obično istječe.

Međutim, ako to nije slučaj, operateri bi trebali provjeriti da je automatska shema prijenosa deaktivirana prije resetiranja reléa za zaključavanje 86 šine.