Offshore olajplatformokon használt 50 kA áramkorlátozó eszközök alkalmazási utasításai

1. Rendszer működése CLiP (áramerősség korlátozó eszköz) használattal és anélkül

Normál működési feltételek mellett a felszíni távirányító asztal a következőképpen működik:

• Az összes buszkapcsoló zárva van, és párhuzamosan kapcsolja össze a három buszszekciót;
• Két generátor online állapotban van, és áramot szolgáltat a felszíni távirányító asztalnak.

Ebben a konfigurációban a felszíni távirányító asztalnál előrevárt hibajári áramerőssége kisebb, mint 50 kA. Ezért az áramerősség korlátozó eszköz (CLiP) nincs beillesztve a körbe.

A karbantartási műveletek során, amikor egy generátort leveszünk (offline állapotba), és egy másikat bekapcsolunk (szinkronizálás és csatlakoztatás), a rendszer a következőképpen működik:

• Az összes buszkapcsoló zárva marad, így a három buszszekció továbbra is összekapcsolódik;
• Három generátor rövid ideig kapcsolódik a rendszerhez (korlátozott időre a generátorváltás során).

Ebben a feltételben a rendszer rövidzárlék-kapacitása növekszik, és a várt hibajári áramerősség meghaladja a 50 kA-ot. Mivel a felszíni távirányító asztal rövidzárlék-támasztó képessége 50 kA, az áramerősség korlátozó eszköz be kell illeszteni a körbe, hogy biztosítsa a berendezések biztonságát.

A CLiP figyeli az áramerősség időbeli növekedési ütemét. Amikor az áramerősség meghalad egy előre beállított küszöböt, az eszköz aktiválódik, és a buszkapcsolatot megszakítja belső védőelem olvasztásával. Így a valós hibajári áramerősség alá kerül a 50 kA-nál, és biztosítja, hogy a felszíni távirányító asztal biztonsági tervezési határértékein belül maradjon.

Ez a folyamat lehetővé teszi a hibaizolációt anélkül, hogy teljes sötétséget okozna az eHouse energia-elosztó rendszerben.

Összefoglalás:

• Amikor a várt hibajári áramerősség > 50 kA (az összes buszkapcsoló zárva, három generátor online), a CLiP be kell illeszteni a körbe. Ez a feltétel csak a kivételes fázisban fordul elő, amikor egyetlen generátort karbantartják.
• Amikor a várt hibajári áramerősség < 50 kA (csak két generátor online vagy két buszkapcsoló nyitva), a CLiP-t ki kell kapcsolni a körből.

2. Működési és karbantartási követelmények

A létesítmény tulajdonosa jóváhagyja a javasolt alternatív működési elrendezéseket. A döntéseknek a korlátozó védőelemmel kapcsolatos további adatokon is kell alapulnia, beleértve a karbantartási követelményeket, a becslés szerinti életciklusidőt, és a berendezések karbantartását végző személyzet képességét. Ezek a tevékenységek be kell épülniük a működési és karbantartási kézikönyvbe.

3. Az áramerősség korlátozó védőelem tervezése és tesztelése

Az áramerősség korlátozó védőelemnek megfelelően kell tervezni és tesztelni IEC 60282-1:2009/2014 és IEEE C37.41 sorozat szerint, és alkalmasnak kell lennie a szándékolt alkalmazásra és a környezeti/működési feltételekre. Csak egyetlen áramerősség korlátozó védőelem használható; bármilyen kombinált áramerősség korlátozó eszközök speciális megfontolást és értékelést igényelnek.

A CLiP KEMA típusú próbajelentéseket kapott, amelyek a törésképességet, a hőemelkedést és a izolációs próbakat tartalmazzák, valamint a mérőeszköz kalibrációs jegyzékeit. A tesztelés IEC 60282 és ANSI/IEEE C37.40 sorozat szerint történt.

4. A védőelem tartó izolációs szintje

• A védőelem tartó 110 kV BIL-es indultárgyűjtő voltággal rendelkezik;
• Az izolációs transzformátor sikeresen teljesítette a 150 kV BIL-próbát, és 27 kV-os rendszerekben használható;
• Minden izolációs transzformátor gyártási során 50 kV AC dielektrikus próbat kellett teljesítenie.

5. A védőelem alkalmasságának ellenőrzése a működési hőmérsékletre

Az áramerősség korlátozó védőelemet IEC 60282-1 vagy IEEE C37.41 sorozat szerint gyártották és tesztelték.

Az IEC 60282-1 40°C maximális környezeti hőmérsékletet határoz meg, míg a besorolási társaság standardja, az SVR 4-1-1, Táblázat 8, 45°C-t követel. Bizonyítékot kell előterjeszteni, ami IEC 60282-1 Melléklet E (vagy ekvivalens standard) szerint bizonyítja, hogy a védőelem alkalmas a 45°C maximális várható környezeti hőmérsékletre.

A tesztelés IEC 60282-1 és ANSI/IEEE C37.41 követelményeit tartalmazza. A II. sorozat töréspont tesztje szigorúbb, mint az IEC követelményei, mert 100% tesztvoltat (IEC 87%) követel. A G&W I. sorozat feladatait 100% volt és 100% áramerősséggel teszteli - minden standard követelmény fölé halad. A tényleges projektben 4000A-os berendezést használnak.

Egy 5000A-os switchgear, amely nem használ erőltetett hűtést, 5K hőemelkedési margóval rendelkezik 40°C környezeti hőmérséklet mellett, ami lehetővé teszi, hogy 5000A-ot 40°C-ban, és 4000A-ot 50°C-ban viseljen.

6. Idő-áramerősség jellemzők és áramerősség korlátozó teljesítmény

Ez a típusú eszköz nem rendelkezik hagyományos idő-áramerősség görbével (TCC). Működése 0,01 másodpercen belül befejeződik - jól a tipikus TCC görbék kezdőpontja előtt - tehát inkább instantan eszköznek tekinthető.

Gyakorlatilag minden alkalmazás esetleges legrosszabb eset (teljesen aszimmetrikus hibák) alapján értékelhető, a rendszeráramerősségek megfelelő időfelbontásban ábrázolva, hogy mindegyik interakciót világosan bemutassa. Ez a módszer jobb, mint a csúcs let-through áramerősség görbék potenciálisan félrevezető használata.

7. Csúcs túlmenő feszültség és energia diszipáció nagy hibajári áramerősség mellett

• Az IEC és ANSI/IEEE követelmények szerint 15,5 kV-os berendezések esetén a működés közbeni csúcshőmérséklet (maximálisan 47,1 kV) 49 kV-on belül marad, és nem jár nagy mennyiségű hő vagy gőz kiadásával, amely a kiadó típusú megszakítással kapcsolatos.

• A CLiP hőledési struktúrája lényegében egy buszlemez, amelyben megszakító szakaszok vannak gépezve.

• Egy háromfázisú CLiP rendszer teljes hőledése 4000A-nál körülbelül 500W.

8. Rövidzárlék tanulmány és a lankás védelem érvényesítése

A rövidzárlék tanulmány meg kell mutatnia, hogyan működik az áramerősség korlátozó eszköz, és hogyan csökkenti a szimmetrikus hibajári áramerősséget a felszíni távirányító asztal kitartási szintje alá. Ha a javasolt elrendezés "lankás védelmeként" működik, akkor a besorolási társaság standardja, az SVR 4-8-2 / 9.3.6 megnevezett feltételeinek eleget kell tennie. A triggerek pontjának kiválasztása és a let-through áramerősség meghatározása minden irányban világosan definiálva kell legyen.

9. A buszlemez kitartási képességének kiszámítása a maximális rövidzárlék áramerősség esetén

A számításokat IEC standardok szerint kell elvégezni, hogy ellenőrizze a buszlemez képességét a maximális várt rövidzárlék áramerősség mechanikai és hőerő hatásainak kitartására.