Указания за приложение на 50кА ограничаващи ток устройства в морски петролни платформи

1. Работа на системата с и без CLiP (устройството за ограничаване на тока)

При нормални условия на работа, панелът работи по следния начин:

• Всички връзки между шините са затворени, свързвайки трите секции на шините паралелно;
• Два генератора са онлайн и доставят електроенергия към панела.

При тази конфигурация, предвидимият ток на дефекта при панела е по-малък от 50кА. Следователно, устройството за ограничаване на тока (CLiP) не се включва в кръга.

По време на ремонтни операции, включващи отварянето на един генератор (изваждането му от линията) и затварянето на друг (синхронизация и свързване), системата работи по следния начин:

• Всички връзки между шините остават затворени, поддържайки трите секции на шините свързани;
• Три генератора са временни свързани към системата (за ограничен период по време на промяната на генератора).

При това състояние, капацитетът на системата за краткосрочна връзка се увеличава и предвидимият ток на дефекта надвишава 50кА. Тъй като устойчивостта на панела към краткосрочна връзка е 50кА, устройството за ограничаване на тока трябва да бъде включено в кръга, за да се гарантира безопасността на оборудването.

CLiP мониторира скоростта на увеличаване на тока във времето. Когато токът надвиши предварително зададена граница, устройството се активира и прекъсва връзката на шината чрез разтопяване на вграден елемент за предпазен ключ. Това ограничава реалния ток на дефекта под 50кА, осигурявайки, че остава в безопасните проектни граници на панела.

Този процес позволява изолация на дефекта без да причини прекъсване на цялата система за разпределение на енергията в eHouse.

Резюме:

• Когато предвидимият ток на дефекта > 50кА (всички връзки между шините са затворени и три генератора са онлайн), CLiP трябва да е включено в кръга. Това състояние се случва само по време на преходния фаз на поддръжка на един генератор.
• Когато предвидимият ток на дефекта < 50кА (само два генератора са онлайн или две от трите връзки между шините са отворени), CLiP трябва да бъде изключено от кръга.

2. Изисквания за работа и поддръжка

Собственикът на обекта трябва да одобри предложените алтернативни условия за работа. Решенията трябва да се основават и на допълнителни данни, свързани с предпазния ключ, включително изисквания за поддръжка, предполагаем срок на полезност и способността на персонала, извършващ поддръжка на оборудването. Тези действия трябва да бъдат инкорпорирани в ръководството за работа и поддръжка.

3. Проектиране и тестове на предпазния ключ

Предпазният ключ трябва да бъде проектиран и тестван в съответствие с признати стандарти, такива като IEC 60282-1:2009/2014 и IEEE C37.41 серия, и да бъде подходящ за предназначението и околните/операционните условия. Само един предпазен ключ трябва да се използва; всяко комбинирано устройство за ограничаване на тока изисква специално внимание и оценка.

CLiP е получил доклади за типови тестове от KEMA, покриващи капацитет за прекъсване, температурно увеличение и изолационни тестове, заедно с калибрационни записи за измервателното оборудване. Тестовете са извършени в съответствие с IEC 60282 и ANSI/IEEE C37.40 серия стандарти.

4. Уровък на изолация на държателя на ключа

• Държателят на ключа има номинална устойчивост към импулсни напрежения от 110кВ BIL;
• Изолационният трансформатор е преминал тест за 150кВ BIL и може да бъде използван в системи от клас 27кВ;
• Всякo изолационен трансформатор преминава тест за диелектрични свойства при 50кВ AC по време на производството.

5. Проверка на пригодността на ключа за рабоча температура

Предпазният ключ е произвеждан и тестван в съответствие с IEC 60282-1 или IEEE C37.41 серия стандарти.

IEC 60282-1 определя максимална околна температура от 40°C, докато стандартът на класификационното общество SVR 4-1-1, таблица 8, изисква 45°C. Доказателства, съответстващи на Приложение E на IEC 60282-1 (или равностойни стандарти), трябва да бъдат предоставени, за да се докаже, че ключът е приложим за максималната очаквана околна температура от 45°C.

Тестовете покриват изискванията на IEC 60282-1 и ANSI/IEEE C37.41. Серия II тест за прекъсване е по-строг от изискванията на IEC, тъй като изисква 100% тестово напрежение (IEC позволява 87%). G&W тестира задачите на Серия I при 100% напрежение и 100% ток - превишавайки всички стандарти. Реалният проект използва устройство с рейтинг 4000A.

За комплект електроустановка 5000A без принудително охлаждане, маржът за температурно увеличение е 5K при околна температура 40°C, позволявайки му да пренася 5000A при 40°C и 4000A при 50°C околна температура.

6. Характеристики на време-ток и ограничаване на тока

Този тип устройство няма традиционна крива на време-ток (TCC). Неговата работа е завършена в рамките на 0.01 секунди - много преди началната точка на типичните TCC криви, което го прави практически мгновено устройство.

На практика, всяко приложение се оценява по случай, използвайки най-лоши сценарии (полно асиметрични дефекти). Системните токове се изобразяват с подходящо времево разрешение, за да се илюстрират всички взаимодействия. Този подход е по-добър от потенциално мисводещото използване на криви на пиково пропускане на ток.

7. Пикови перенапрежения и разпръскване на мощност при висок ток на дефект

• Според изискванията на IEC и ANSI/IEEE за оборудване с рейтинг 15.5кВ, пикиращото напрежение при работа (максимално измерено 47.1кВ) остава в рамките на 49кВ, и не включва изпускане на големи количества топлина или пара, свързани с прекъсване от типа "изпускание".

• Структурата на CLiP за разпръскване на топлина е съществено шината с механично обработени секции за ограничаване на тока.

• Общото разпръскване на топлина на трифазна CLiP система при 4000A е около 500W.

8. Изучаване на краткосрочна връзка и проверка на каскадна защита

Изучаването на краткосрочна връзка трябва да демонстрира функцията на устройството за ограничаване на тока и как то намалява симетричния ток на дефект под номиналния устойчивостен уровень на панела. Ако предлаганата конфигурация е предназначена да работи като "каскадна защита", трябва да се провери спазването на условията, посочени в стандарт на класификационното общество SVR 4-8-2 / 9.3.6. Изборът на точката за включване и определянето на пропуснатия ток във всяка посока трябва да бъдат ясно дефинирани.

9. Пресмятане на устойчивостта на шината при максимален ток на краткосрочна връзка

Пресмятанията трябва да се извършат в съответствие с стандарти на IEC, за да се провери способността на шината да издържа механичните и термичните ефекти, причинени от максималния предвидим ток на краткосрочна връзка.