God driftspraksis for sparker og kontakter

God drift for brytere og kontakter i spenningsveksler

Drift av LV/MV

 Spenningsveksler

Formålet med denne retningslinjen er å tilby anbefalte praksiser for drift og inspeksjon av mellomspenning (2 - 13,8 kV) og lavspenning (200 - 480 V) uttrekkbare spenningsvekslere, brytere og kontakter. Velregulert drift er av ytterste viktighet for å maksimere ytelsen og tjenesten av anleggets utstyr, samt for å sikre en trygg arbeidsmiljø for anleggets personell.

Denne artikkelen beskriver ansvarsområdet for driftspersonell, sammen med deres daglige sjekker og inspeksjoner av spenningsveksler. I tillegg vil den forklare de optimale praksisene for drift og beskyttelse av transformatorer, motorer, busser, kabler, brytere og kontakter.

Operatørinspeksjoner

Det er driftspersonellets plikt å sette opp og utføre regelmessige rutineinspeksjoner av all spenningsveksling i anlegget. Brytere, kontakter og busser bør holdes rene og tørre for å redusere risikoen for isolasjonsfeil som kan føre til eksplosjoner og branner. Generelt er det rådlig å gjennomføre inspeksjoner en gang om dagen.

Følgende er de anbefalte daglige inspeksjonspunktene for spenningsveksler:

• Sjekk om beskyttelsesrelæmål har fallt eller blitt aktiveret. Hvis noen avvik oppdages, nullstill dem og registrer i kontrollrommet loggbok.

• Lytt etter hørbart støy fra elektrisk buing.

• Oppdag eventuelle uvanlige lukt fra overoppvarmede eller brennende isolasjoner.

• Se etter tegn på fuktig innbryting, som taklekkasje eller vann på gulvet.

• Sikre at statuslamper og semafor signaler fungerer riktig.

• Verifiser at pressurisering romventilatorer og damper fungerer godt for å forhindre fukt og andre forurensete stoffer fra å komme inn.

• Bekreft at dørene til spenningsvekslingsrommet er lukket tett for å redusere innbrytingen av forurensete stoffer.

• Sikre at dørene til spenningsvekslingskabinettene er lukket for å redusere innbrytingen av forurensete stoffer.

• Sjekk at panelene for tilgang til bryter rammer mekanismer, kabellutninger og andre formål er lukket for å redusere innbrytingen av forurensete stoffer.

• Sikre at brytere og kontakter er lagret i sine respektive kabinetter eller i spesielle omslutninger (vanligvis utstyrt med varmere) for å holde utstyret rent og tørt.

• Sjekk at belysningen i spenningsvekslingsrommet fungerer riktig.

• Bekreft at kabinettmerkingen er i samsvar med anleggets regler og nøyaktig indikerer kildens, kopplings- og feederposisjonen.

• Sikre at rack-in verktøy og beskyttende sikkerhetsutstyr er lagret og vedlikeholdt riktig.

• Utfør regelmessig rengjøringsoppgaver for å holde rommet rent og ordnet.

Hvis noen avvik oppdages under ovennevnte inspeksjonsprosess, skal vedlikeholdsordrer utstedes.

Det vil gå inn på praksis for overstrømning og jordfeilbeskyttelse av belastningsfeedere, samt kilde- og koplingsoverstrømningsskydd, og andre viktige praksiser relatert til transformatorer. Videre vil det adressere spenningsvekslingsbussoverføringer og utforske problemer som oppstår under parallellkobling av to strømkilder og i switch-tidsoverføringsskjemaer.

 Beskyttelse

Beskyttelsesrelæer er koordinert slik at bare de brytere eller kontakter som må operere for å isolere feil, vil automatisk trippe opp. Dette lar det største antallet utstyr forbli i drift, minimerer påvirkningen på online genererende enheter. Det gir også en indikasjon på lokaliseringen av elektriske feil.

Elektriske feil i transformatorer, motorer, busser, kabler, brytere og kontakter er vanligvis permanente. Før utstyr genopplades, må en grundig undersøkelse av drift av beskyttelsesrelæer gjennomføres.

Størrelsen på elektriske kortslutningsstrømmer varierer vanligvis fra 15 000 til 45 000 amperer, avhengig av størrelse og impedans av kildetransformator.

Belastningsfeeder Jordebeskyttelse

Design som begrenser jordfeilstrømmen (vanligvis rundt 1000 amperer) bruker separate jordrelæer som kun aktiveres for jordfeil. Disse relæene tripper med veldig korte tidforskyvninger for å isolere jordede feedere før kilde- eller koplingsbrytere kan operere.

Kilde- og Koplings Overstrømningsskydd

Kildebrytere og koplingsbrytere er ikke utstyrt med øyeblikkelig trippende elementer. I stedet stoler de på tidforskyvninger for å koordinere feilrespons med nedstrøms busser og belastninger.

Vanligvis er disse relæene satt basert på maksimal tre-fase kortslutningsstrømnivå, med en driftstid som varierer fra 0,4 til 0,8 sekunder.

Normalt har disse relæene en invers-tidskarakteristikk. Det betyr at lavere strømnivåer vil resultere i proporsjonalt lengre tidforskyvninger for alle relæer. Spesifikt er koplingsbryteren koblet til en annen bus satt til å operere ca. 0,4 sekunder, mens lavsidebryteren av kilde-transformator er satt til å operere ca. 0,8 sekunder.

 Høy side kilde-transformator Overstrømningsskydd

Overstrømingsrelæene på høy-spenningsiden av kilde-transformator er typisk satt til å operere ca. 1,2 sekunder etter en maksimal tre-fase kortslutning på lav-spenningsiden. Denne tidforskyvningen tillater riktig koordinasjon med overstrømingsrelæene på lav-spennings- eller sekundær siden.

Disse relæene har generelt en invers-tidskarakteristikk, noe som betyr at lavere strømnivåer resulterer i lengre driftstider. Høy-spennings-side overstrømingsrelæene for kilde-transformator antar at en feil kan forekomme i selve transformator, i lav-spennings-side koblingsbusser eller kabler, eller i lav-spennings-bryter. De vil trippe alt nødvendig utstyr for å isolate feilen.

For Unitized Automatiske Overføringsbrytere (UAT), som vanligvis er utstyrt med differensialbeskyttelse, kan høy-spennings-side overstrømingsrelæer også forårsake at enheten og hovedtransformator tripper fullstendig. I tillegg, hvis lav-spennings-side bryter mislykkes med å avbryte en feil, gir høy-spennings-side overstrømingsrelæer bryter-stickerbeskyttelse.

Kilde- og Koplings Residual Jordbeskyttelse

For design som begrenser jordfeilstrømmen (vanligvis rundt 1000 amperer), brukes separate jordrelæer, som kun aktiveres ved jordfeil. Jordrelæene for kilde- og koplingsbrytere er ikke utstyrt med øyeblikkelig trippende elementer. I stedet stoler de på tidforskyvninger for å koordinere feilrespons med nedstrøms busser og belastninger. Vanligvis er disse relæene satt basert på maksimal jordfeilstrømnivå, med en driftstid som varierer fra 0,7 til 1,1 sekunder.

Normalt har disse relæene en invers-tidskarakteristikk. Det betyr at lavere strømnivåer resulterer i proporsjonalt lengre tidforskyvninger for alle relæer. Spesifikt er koplingsbryteren koblet til en annen bus satt til å operere ca. 0,7 sekunder for 100% jordfeil, mens lavsidebryteren av kilde-transformator er satt til å operere ca. 1,1 sekunder.

Kilde-transformator Neutral Jordbeskyttelse

I designskjemaer som har som mål å begrense jordfeilstrømmen (vanligvis rundt 1000 amperer), benyttes dedikerte jordrelæer. Disse relæene er spesielt utformet for å nøyaktig oppdage jordstrømmen som flyter gjennom neutralpunktet til transformator. De er svært målrettede og vil kun aktiveres når en jordfeil inntreffer.

Normalt er kilde-transformator neutral-jordrelæ satt til å operere ca. 1,5 sekunder etter den mest alvorlige jordfeil. Denne tidforskyvningsinnstillingen er viktig, da den sikrer at relæet kan koordinere godt med jordrelæene for kildebrytere og koplingsbrytere.

Neutral-jordrelæet har en avgjørende oppgave. Dets kjernefunksjon er å isolere jordfeil som oppstår på lavspenningsiden (altså sekundær siden) av kilde-transformator. Potensielle feillokaliseringer inkluderer lavspenningsvindingene til transformator, lavspenningsbrytere, og busser og kabler som kobler dem. Enda viktigere, det fungerer også som reservasjonsbeskyttelse. Hvis lavsidebryteren mislykkes med å fungere korrekt når den står overfor en jordfeil, vil neutral-jordrelæet raskt gripe inn for å kutte av feilkretsen, dermed sikre at strømsystemet driftes trygt og stabilt.

Alarm-Kun Jord Skjemaer

Alarm-kun jord skjemaer begrenser jordfeilstrømmen til bare noen få amperer. Typiske verdier er 1,1 amperer for 480-volts systemer og 3,4 amperer for 4 kV systemer. For y-koblede kilde-transformatorer er neutralpunktet vanligvis jordet via en jordtransformator. For delta-koblede kilde-transformatorer leveres jordfeilstrømmen typisk av tre transformatorer, som er koblet i et jordet y-konfigurasjon på primær siden og en åpen-delta konfigurasjon på sekundær siden.

I begge scenariomer er spenningsrelæer installert på sekundære sider av jordtransformatorer for å varsle om jordfeiltilstand. I tilfelle delta-koblede kilde-transformatorer kan også brutte primær fusible av jord-detektor transformatorer trigge en alarm.

Begge relæskjemaer gir alarmer (vanligvis med en sensitivitet på 10% eller høyere) for all jordet utstyr innenfor et spesifikt elektrisk system. Dette inkluderer lavspennings- eller sekundære vindinger av kilde-transformator, samt alle tilknyttede busser, kabler, brytere, potensialtransformatorer og belastninger.

Spenningsvekslings Bussoverføringer
Parallellkobling av To Kilder

Parallellkobling av to ulike strømkilder er den foretrukne metoden for å bytte fra én kilde til en annen. Denne metoden legger ingen stress på motorer, sikrer en jevn overgang, og innebærer ingen trussel mot kjørende utstyr. Imidlertid overstiger kortslutningsstrømmen generert under parallellkoblingen ofte avbrytingskapasiteten til feederbrytere i mange design.

Kildebrytere og koplingsbrytere blir ikke påvirket, men feederbrytere kan mislykkes med å klare nærliggende feil og kan endda bli skadet i prosessen. Derfor bør parallelltiden være minimal (rundt noen få sekunder) for å redusere eksponeringstiden og sannsynligheten for feederfeil.

Typisk er dette problemet mer fremtredende når en generator levert strøm til et system, mens reserve- eller starttransformatoren mottar strøm fra et annet system. Reduksjon av effekten fra generatoren vil vanligvis bringe fasevinklene nærmere hverandre, da generatorens effektvinkel minsker med reduksjonen av belastningen.

 Drop-Pickup Overføringer

Drop-pickup overføringer, også kjent som switch-tidsoverføringskjemaer, kan potensielt skade motorer. Hvis den nye kildebryteren mislykkes med å lukke etter at den forrige kildebryteren har trippet, kan det føre til at en kjørende enhet slutter å virke eller at en operativ prosess blir avbrutt. Når en busbar mister strøm, virker de tilknyttede motorene som generatører og leverer en residualspenning til busbar.

Denne residualspenningen taper vanligvis innen omtrent ett sekund.

Imidlertid foregår drop-pickup overføringer mye raskere enn ett sekund, og den residualspenningen kan kombineres med spenningen fra den nye kilden. Hvis vektorsummen av disse to spenninger overskrider 133% av motorens nominerte spenning, kan overføringen redusere levetiden til de involverte motorene.

Automatiske Bussoverføringskjemaer

Automatiske bussoverføringskjemaer er generelt utformet for å redusere stress på motorer under overføring og koordinere med feilrelæer. Koordinasjon med overstrømingsrelæer oppnås ved å initiere overføringen etter at kildebryteren har trippet. Hvis overstrømingsrelæer forårsaker at kildebryteren tripper (som indikerer en busfeil), vil den automatiske overføringen bli blokkert.

I tillegg bruker disse skjemaene vanligvis residualspenningrelæer og/eller høyhastighets synkroniseringskontroller. Overføringer er bare tillatt når vektorsummen av residualspenningen og spenningen fra den nye kilden er mindre enn 133% av motorens nominerte spenning. Hvis overføringen blir blokkert av 86 låsesrelæer, tidsutløper skjemaet vanligvis.

Hvis dette imidlertid ikke er tilfelle, bør operatører bekrefte at det automatiske overføringskjemaet er deaktivert før de nullstiller bus 86 låsesrelæer.