Jó működési gyakorlatok a szektoros kapcsolók és kontaktorok esetében

Jó működési gyakorlatok az átmenetekhez, vezérlőkhoz és kapcsolókhoz

Alacsony- és közép-feszültségű rendszerek működtetése

 Átmenetek

Ez az útmutató ajánlott gyakorlatokat nyújt a középfeszültségű (2 - 13,8 kV) és alacsonyfeszültségű (200 - 480 V) húzható átmeneti vezérlők és kapcsolók működtetésére és ellenőrzésére. A szabályozott működés kulcsfontosságú a berendezések teljesítményének és életidejének maximalizálása, valamint a biztonságos munkakörnyezet biztosítása szempontjából.

Ez a cikk leírja a működtető személyzet felelősségeit, valamint a napi ellenőrzéseket és vizsgálatokat az átmenetekkel kapcsolatban. Ezen felül részletesen ismerteti a transzformátorok, motorok, fővezetékek, kábelek, áramkiegézők és kapcsolók működtetésének és védelmének legjobb gyakorlatait.

Működtető ellenőrzések

A működtető személyzet feladata, hogy beállítson és végrehajtson rendszeres rutin ellenőrzéseket az összes átmeneten a telepen. Az áramkiegézők, kapcsolók és fővezetékek tiszták és szárak maradjanak, hogy csökkentsék a meghibásodás kockázatát, ami robbanásokhoz és tűzhez vezethet. Általában ajánlott, hogy naponta egyszer végezzenek ellenőrzést.

Az alábbiakban találhatók az átmenetek napi ellenőrzésének ajánlott elemei:

• Ellenőrizze, hogy a védelmi relék céljai elértek-e vagy aktiváltak-e. Ha bármilyen anomáliát észlel, állítsa vissza őket, és jegyezze fel a vezérlő terem naplójában.

• Figyeljen oda az elektromos ívzavar miatti hallható zajra.

• Észlelje a túlfűtés vagy égő izoláció jellegű nem szokványos illatot.

• Keressen jeleket a nedvesség behatolásáról, például tetőszivárgás vagy víz a padlón.

• Győződjön meg róla, hogy az állapot lámpák és jelzők megfelelően működnek.

• Ellenőrizze, hogy a nyomóterem szellőztető ventilátorok és zárólapok jól működnek, hogy megakadályozzák a nedvesség és más szennyező anyagok behatolását.

• Erősítse meg, hogy az átmeneti terem ajtói szorosan zárva vannak, hogy csökkentsék a szennyező anyagok behatolását.

• Győződjön meg róla, hogy az átmeneti doboz ajtái zárva vannak, hogy csökkentsék a szennyező anyagok behatolását.

• Ellenőrizze, hogy a vezérlő dobozok ajtái, amelyekhez az áramkiegézők és a kábel végletek hozzáférhetők, zárva vannak, hogy csökkentsék a szennyező anyagok behatolását.

• Győződjön meg róla, hogy az áramkiegézők és kapcsolók tárolva vannak a megfelelő dobozokban vagy speciális tartályokban (gyakran fűtővel), hogy a berendezések tiszta és száraz maradjanak.

• Ellenőrizze, hogy a világítás az átmeneti teremben megfelelően működik.

• Erősítse meg, hogy a doboz feliratai megfelelnek a telep szabályzatának, és pontosan jelzik a forrás, kötővonal és kimeneti pozíciókat.

• Győződjön meg róla, hogy a rácsba helyező eszközök és a védelmi biztonsági felszerelések megfelelően tárolódnak és fenntartódnak.

• Rendszeresen végezzen takarítási feladatokat, hogy a termet tiszta és rendben tartsa.

Ha bármilyen anomáliát észlelnek a fenti ellenőrzési folyamat során, ki kell adni karbantartási feladatokat.

A dokumentum részletesen foglalkozik a terhelési vezetékek túlmenet- és földkapcsolódási védelmének gyakorlatával, valamint a forrás és a kötővonal túlmenetvédelmének, és más fontos gyakorlatokkal, amelyek a transzformátorokkal kapcsolatosak. Továbbá, az átmeneti fővezetékek átkapcsolásának problémáit is tárgyalja, beleértve a két energiaforrás párhuzamosításának, valamint a kapcsolási idő sémájának kérdéseit is.

 Védelem

A védelmi relék úgy vannak koordinálva, hogy csak azok az áramkiegézők vagy kapcsolók lépjék indítványba, amelyek szükségesek a hibák elkülönítéséhez. Ez lehetővé teszi, hogy a lehető legtöbb berendezés továbbra is működjön, minimalizálva a hatást a hálózatra. Emellett utalást ad a hiba helyére is.

A transzformátorok, motorok, fővezetékek, kábelek, áramkiegézők és kapcsolók elektromos hibái általában állandóak. A berendezések újraindítása előtt részletes vizsgálatot kell végezni a védelmi relék működésére.

Az elektromos rövidzárlati áramok nagysága általában 15 000 és 45 000 amper között van, attól függően, hogy a forrás transzformátor mérete és ellenállása mennyi.

Terhelési vezetékek földkapcsolódási védelme

Azok a tervezési megoldások, amelyek korlátozzák a földkapcsolódási áramot (általában körülbelül 1000 ampere), külön földreléket alkalmaznak, amelyek csak a földkapcsolódás esetén lépnek indítványba. Ezek a relék nagyon rövid időkésleltetéssel lépnek indítványba, hogy a forrás vagy a kötővonal áramkiegéző földrelékei működésével szinkronban elkülönítsék a földre kapcsolt vezetékeket.

Forrás és kötővonal túlmenetvédelme

A forrás és a kötővonal áramkiegézői nem rendelkeznek azonnali indítványozási elemekkel. Ehelyett időkésleltetésekre támaszkodnak, hogy koordinálják a hibaválaszokat a downstream buszokkal és terhelésekkel.

Általában ezek a relék a maximális háromfázisú rövidzárlati áram szintjei alapján vannak beállítva, 0,4 és 0,8 másodperces működési idővel.

Normál esetben ezek a relék inverz-idő jellegűek. Azaz, a kisebb áramerősségek hosszabb időkésleltetést eredményeznek minden relénél. Kifejezetten, a másik buszhoz csatlakoztatott kötővonal áramkiegézője körülbelül 0,4 másodperc alatt lép indítványba, míg a forrás transzformátor alsó oldali áramkiegézője körülbelül 0,8 másodperc alatt lép indítványba.

 Forrás transzformátor magasfeszültségű oldali túlmenetvédelme

A forrás transzformátor magasfeszültségű oldalán lévő túlmeneti relék általában körülbelül 1,2 másodperc múlva lépnek indítványba, ha a maximális háromfázisú rövidzárlat történik az alsó feszültség oldalon. Ez az időkésleltetés lehetővé teszi a megfelelő koordinációt az alsó feszültség vagy a másodlagos oldali túlmeneti relékkel.

Ezek a relék általában inverz-idő jellegűek, tehát a kisebb áramerősségek hosszabb működési időt eredményeznek. A forrás transzformátor magasfeszültségű oldali túlmeneti reléje feltételezi, hogy a hiba a transzformátoron belül, az alsó feszültség oldali csatlakozó buszon vagy kábeleon, vagy az alsó feszültségű áramkiegézőn fordulhat elő. Elkülönítik a hibát, és lekapcsolják a szükséges berendezéseket.

A Unitized Automatic Transfer Switches (UAT) esetében, amelyek általában differenciális védelemmel vannak ellátva, a magasfeszültségű oldali túlmeneti relék teljesen lekapcsolhatják az egységet és a fő emelőtranszformátort. Emellett, ha az alsó feszültség oldali áramkiegéző nem tudja megszakítani a hibát, a magasfeszültségű oldali túlmeneti relék áramkiegéző-ragadás elleni védelmet is nyújtanak.

Forrás és kötővonal reziduális földvédelme

Azok a tervezési megoldások, amelyek korlátozzák a földkapcsolódási áramot (általában körülbelül 1000 ampere), külön földreléket használnak, amelyek csak a földkapcsolódás esetén lépnek indítványba. A forrás és a kötővonal áramkiegéző földrelékei nem rendelkeznek azonnali indítványozási elemekkel. Ehelyett időkésleltetésekre támaszkodnak, hogy koordinálják a hibaválaszokat a downstream buszokkal és terhelésekkel. Általában ezek a relék a maximális földkapcsolódási áram szintjei alapján vannak beállítva, 0,7 és 1,1 másodperces működési idővel.

Normál esetben ezek a relék inverz-idő jellegűek. Azaz, a kisebb áramerősségek hosszabb időkésleltetést eredményeznek minden relénél. Kifejezetten, a másik buszhoz csatlakoztatott kötővonal áramkiegézője körülbelül 0,7 másodperc alatt lép indítványba 100%-os földkapcsolódás esetén, míg a forrás transzformátor alsó oldali áramkiegézője körülbelül 1,1 másodperc alatt lép indítványba.

Forrás transzformátor neutrális földvédelme

Azok a tervezési megoldások, amelyek korlátozzák a földkapcsolódási áramot (általában körülbelül 1000 ampere), dedikált földreléket használnak. Ezek a relék specifikusan kialakítva vannak a transzformátor neutrális pontján áthaladó földáram pontos érzékelésére. Csak akkor lépnek indítványba, ha földkapcsolódás történik.

Általában a forrás transzformátor neutrális földreléje körülbelül 1,5 másodperc múlva lép indítványba a legnagyobb mértékű földkapcsolódás esetén. Ez az időkésleltetési beállítás kulcsfontosságú, mivel biztosítja, hogy a relé megfelelően koordinálja a forrás áramkiegézők és a kötővonal áramkiegézők földrelékeit.

A neutrális földrelének egy fontos feladata van. Legfőbb funkciója, hogy elkülönítse a forrás transzformátor alsó oldali (azaz másodlagos oldali) földkapcsolódásait. A potenciális hibahelyek a transzformátor alsó feszültség oldali tekercsei, az alsó feszültség oldali áramkiegézők, valamint a csatlakozó buszok és kábelek. Fontosabb, hogy ez a relé szintén biztonsági védelmeként működik. Ha az alsó oldali áramkiegéző nem működik megfelelően földkapcsolódás esetén, a neutrális földrelé gyorsan beavatkozik, és lekapcsolja a hibás áramkört, ezzel biztosítva a hálózat biztonságos és stabil működését.

Csak riasztással működő földkapcsolódási rendszerek

A csak riasztással működő földkapcsolódási rendszerek korlátozzák a földkapcsolódási áramot pár amperre. A tipikus értékek 1,1 amper 480-voltos rendszerek esetén, és 3,4 amper 4 kV-os rendszerek esetén. Wye-kapcsolódású forrás transzformátorok esetén a neutrális pont általában földelő transzformátoron keresztül van földre kapcsolva. Delta-kapcsolódású forrás transzformátorok esetén a földkapcsolódási áram általában három transzformátor által van biztosítva, amelyek a primáris oldalon földelt wye-kapcsolódással, a másodlagos oldalon pedig nyitott delta-kapcsolódással vannak összekötve.

Mindkét esetben feszültségrelék vannak telepítve a földelő transzformátorok másodlagos oldalán a földkapcsolódási feltételek riasztására. Delta-kapcsolódású forrás transzformátorok esetén a földdetektor transzformátorok elsődleges oldali szivárványai is riasztást indíthatnak, ha megszakadnak.

Mindkét relérendszer riasztást ad (általában 10% vagy annál nagyobb érzékenységgel) a bizonyos elektrikai rendszerben található összes földre kapcsolt berendezésre. Ez tartalmazza a forrás transzformátor alsó feszültség oldali vagy másodlagos tekercseit, valamint az összes csatlakozó buszt, kábelet, áramkiegézőt, feszültségtranszformátort és terhelést.

Átmeneti fővezetékek átkapcsolása
Két forrás párhuzamosítása

Két különböző energiaforrás párhuzamosítása a preferált módszer az egyik forrásról a másikra történő váltáshoz. Ez a módszer nem okoz stresszt a motorokra, biztosít sima átkapcsolást, és nem veszélyezteti a futó berendezéseket. Ugyanakkor sok tervezésben a párhuzamosítás során generált rövidzárlati áram meghaladja a vezetéki áramkiegézők lekapcsolási képességét.

A forrás áramkiegézők és a kötővonal áramkiegézők nem érintettek, de a vezetéki áramkiegézők nem tudják lekapcsolni a közeli hibákat, és a folyamat során sérülhetnek. Ezért a párhuzamosítás időtartama minimálisan (kb. néhány másodperc) kell legyen, hogy csökkentse a vezetéki hibák bekövetkezésének valószínűségét.

Általában ez a probléma inkább jellemző, ha egy generátor szolgáltatja a hálózatot, miközben a készlet vagy a startup transzformátor egy másik rendszertől kap energiát. A generátor teljesítményének csökkentése általában közelebb hozza a fázis szögeket, mivel a generátor teljesítmény szögének csökken a csökkenő terheléssel.

 Le- és felkapcsolásos átkapcsolások

A le- és felkapcsolásos átkapcsolások, amelyeket kapcsolási idő sémáknak is neveznek, potenciálisan sérthetik a motorokat. Ha az új forrás áramkiegézője nem zár be a korábbi forrás áramkiegézője kinyitása után, leállíthatja a futó egységet, vagy megszakíthatja a működő folyamatot. Amikor a busz elveszíti a villamos energiát, a csatlakoztatott motorok mint generátorok működnek, és reziduális feszültséget szolgáltatnak a busznak.

Ez a reziduális feszültség általában körülbelül egy másodpercen belül csökken.

Azonban a le- és felkapcsolásos átkapcsolások gyorsabban történnek, mint egy másodperc, és a reziduális feszültség kombinálódhat az új forrás feszültségével. Ha ez a vektorszumma meghaladja a motorok nominális feszültségének 133%-át, az átkapcsolás csökkentheti a motorok használati idejét.

Automatikus busz átkapcsolási sémák

Az automatikus busz átkapcsolási sémák általában arra szolgálnak, hogy minimalizálják a motorok stresszt az átkapcsolás során, és koordinálják a hibareléket. A túlmeneti relékkel való koordináció a forrás áramkiegéző kinyitása után kezdődik. Ha a túlmeneti relék okozzák a forrás áramkiegéző kinyitását (ami buszhibát jelöl), az automatikus átkapcsolás blokkolásra kerül.

Továbbá ezek a sémák általában reziduális feszültség reléket és/vagy gyors szinkronizáló ellenőrző reléket használnak. Az átkapcsolás csak akkor engedélyezett, ha a reziduális feszültség és az új forrás feszültségének vektorszumma kisebb, mint a motorok nominális feszültségének 133%-a. Ha 86 zároló relék blokkolják az átkapcsolást, a séma általában időtúllépésbe lép.

Azonban, ha ez nem a helyzet, a működtető személyzetnek ellenőriznie kell, hogy az automatikus átkapcsolási séma letiltva van-e, mielőtt újraindítja a busz 86 zároló reléit.