Offshoreöljalaitoksille tarkoitettujen 50 kA sähkövirran rajoittavien laitteiden käyttöohjeet

1. Järjestelmän toiminta CLiP:n (sähkövirran rajoittava laite) kanssa ja ilman sitä

Normaaleissa toimintatilanteissa johdistinpyyhkeen toiminta on seuraava:

• Kaikki bussiyhdistyskytkimet ovat suljettuna, yhdistämällä kolme bussiosiota paralleliin;
• Kaksi generaattoria on päällä ja tarjoaa sähköä johdistinpyyhkeelle.

Tässä konfiguraatiossa johdistinpyyhkeen ennustettu vika-virta on alle 50kA. Siksi sähkövirran rajoittava laite (CLiP) ei ole kytketty piiriin.

Yhden generaattorin ylläpidon aikana, kun se avataan (otetaan pois käytöstä) ja toinen suljetaan (synkronoidaan ja yhdistetään), järjestelmä toimii seuraavasti:

• Kaikki bussiyhdistyskytkimet pysyvät suljettuna, pitäen kolme bussiosiota keskenään yhdistettynä;
• Kolme generaattoria on väliaikaisesti yhdistetty järjestelmään (rajoitetulla ajalla generaattorinvaihdossa).

Tässä tilanteessa järjestelmän lyhytsulkuun kulkukapasiteetti kasvaa, ja ennustettu vika-virta ylittää 50kA. Koska johdistinpyyhkeen lyhytsulkuun kestokyky on 50kA, sähkövirran rajoittavan laitteen on oltava kytketty piiriin varmistaakseen laitteiden turvallisuus.

CLiP valvoo sähkövirran nousua ajan kuluessa. Kun virta ylittää ennalta asetetun kynnysarvon, laite aktivoituu ja keskeyttää bussiyhteyden sulauttamalla sisäisen säteilyelementin. Tämä rajoittaa todellisen vika-virran alle 50kA, varmistamalla, että se pysyy johdistinpyyhkeen turvallisissa suunnittelurajoissa.

Tämä prosessi mahdollistaa vikan eristämisen ilman, että koko eHouse-sähköjakelujärjestelmä sammuu.

Yhteenveto:

• Kun ennustettu vika-virta > 50kA (kaikki bussiyhdistyskytkimet suljettuna ja kolme generaattoria päällä), CLiP:n on oltava piirissä. Tämä tilanne tapahtuu vain yhden generaattorin ylläpidon siirtymävaiheessa.
• Kun ennustettu vika-virta < 50kA (vain kaksi generaattoria päällä tai kaksi kolmesta bussiyhdistyskytkimestä auki), CLiP:n tulisi olla kytketyt pois piiristä.

2. Toiminnan ja ylläpidon vaatimukset

Laitoksen omistajan on hyväksyttävä ehdotetut vaihtoehtoiset toimintajärjestelyt. Päätökset on tehtävä myös lisätietojen perusteella, jotka liittyvät sähkövirran rajoittavaan fuusiin, mukaan lukien ylläpitovaatimukset, arvioitu käyttöikä ja henkilöstön kyky suorittaa laitteen ylläpito. Nämä toimenpiteet on sisällytettävä toiminnan ja ylläpidon opasohjeeseen.

3. Sähkövirran rajoittavan fuisin suunnittelu ja testaus

Sähkövirran rajoittavan fuusion on suunniteltava ja testattava tunnustettujen standardien, kuten IEC 60282-1:2009/2014 ja IEEE C37.41 sarjan, mukaisesti, ja sen on oltava soveltuva tarkoitettuun sovellukseen ja ympäristöllisiin/toimintaympäristön edellytyksiin. Käytettäväksi otetaan vain yksi sähkövirran rajoittava fuusi; kaikki sähkövirran rajoittavien laitteiden yhdistelmät vaativat erityistä harkintaa ja arviointia.

CLiP on saanut KEMA-typetestiraportit, jotka kattavat katkaisukapasiteetin, lämpötilan nousun ja eristyksen testit, sekä mittojen kalibrointitiedot. Testaukset on suoritettu IEC 60282:n ja ANSI/IEEE C37.40 sarjan standardien mukaisesti.

4. Fuusinhypyn erityistaso

• Fuusinhypyn nominalimpulssikestokyky on 110kV BIL;
• Erityisestä muuntaja on läpäissyt 150kV BIL-testin ja sitä voidaan käyttää 27kV-luokan järjestelmissä;
• Jokainen erityismuuntaja käy läpi 50kV AC dielektriset testit tuotannossa.

5. Fuusin sopivuuden vahvistaminen toimintalämpötilalle

Sähkövirran rajoittava fuusi on valmistettu ja testattu IEC 60282-1:n tai IEEE C37.41 sarjan standardien mukaisesti.

IEC 60282-1 määrittelee maksimiympäristölämpötilaksi 40°C, kun taas luokitusseuran standardi SVR 4-1-1, Taulukko 8, vaatii 45°C. On osoitettava IEC 60282-1:n Liite E:n (tai vastaavien standardien) mukaisesti, että fuusi on sopiva odotetulle maksimiympäristölämpötilalle 45°C.

Testaus kattaa IEC 60282-1:n ja ANSI/IEEE C37.41:n vaatimukset. Sarja II katkaisutesti on tiukempi kuin IEC-vaatimukset, sillä se vaatii 100% testivoltti (IEC sallii 87%). G&W testaa Sarja I -tehtävät 100% voltilla ja 100% virralla — ylittäen kaikki standardivaatimukset. Projektissa käytetään 4000A:n nimiohjausta.

5000A:n sähkövarusteelle ilman pakotettua jähdytystä lämpötilan nousumarginaali on 5K 40°C ympäristölämpötilassa, mikä mahdollistaa 5000A:n kuljetuksen 40°C:ssa ja 4000A:n kuljetuksen 50°C:ssa ympäristölämpötilassa.

6. Aika-virta-ominaisuudet ja sähkövirran rajoittava suorituskyky

Tämäntyyppinen laite ei ole perinteinen aika-virta-käyrä (TCC). Sen toiminta suoritetaan alle 0,01 sekunnissa — paljon ennen tyypillisten TCC-käyrien aloituspistettä — tehden siitä käytännössä välittömän laitteen.

Käytännössä jokainen sovellus arvioidaan tapauskohtaisesti käyttäen pahinta skenaariota (täysin epäsymmetrinen vika). Järjestelmän virrat piirretään sopivalla aikaresoluutiolla selventääksesi kaikkia vuorovaikutuksia. Tämä lähestymistapa on parempi kuin huipputuliviivan potentiaalisesti harhaanjohtava käyttö.

7. Huippujännite ja tehojen häviö korkean vika-virta-toiminnan aikana

• IEC:n ja ANSI/IEEE:n vaatimuksien mukaan 15,5kV-nimiohjauksella varustetuille laitteille toiminnan aikana huippujännite (maksimi mitattu 47,1kV) pysyy 49kV rajan sisällä, eikä se aiheuta merkittävää lämmön tai höyryjen vapautumista purkautuvan katkaisun yhteydessä.

• CLiP:n lämmön häviöstrukturi on pääasiassa bussireitti, jossa on mekanisoitu sähkövirran rajoittavia osia.

• Kolmifaseiseen CLiP-järjestelmään liittyvä kokonaishäviö 4000A:ssa on noin 500W.

8. Lyhytsulkuun tutkimus ja kaskade-yleensuojan vahvistaminen

Lyhytsulkuun tutkimuksen on osoitettava sähkövirran rajoittavan laitteen toiminta ja miten se vähentää symmetristä vika-virtaa alle johdistinpyyhkeen nominalliittokyvyn. Jos ehdotettu järjestely tarkoittaa "kaskade-yleensuojaa", on varmistettava täyttää luokitusseuran standardi SVR 4-8-2 / 9.3.6. Läpäisykohdan valinta ja läpäisyn virta joka suuntaan on määriteltävä selkeästi.

9. Bussireitin kestokyvyn laskenta maksimilyhytsulkuun-virta

Laskennat on suoritettava IEC-standardien mukaisesti varmistaakseen bussireitin kyky kestää mekaanisia ja lämpöllisiä vaikutuksia maksimiennustetun lyhytsulkuun-virtan aiheuttamia.