Arahan Penggunaan Peranti Pembatas Arus 50kA di Platform Minyak Lepas Pantai

1. Operasi Sistem Dengan dan Tanpa CLiP (Peranti Had Batas Arus)

Di bawah keadaan operasi normal, panel pengagihan beroperasi seperti berikut:

• Semua pemutus hubungan bus ditutup, menghubungkan tiga bahagian bus secara selari;
• Dua penjana dalam talian dan menyediakan tenaga kepada panel pengagihan.

Di bawah konfigurasi ini, arus kesalahan prospektif di panel pengagihan adalah kurang daripada 50kA. Oleh itu, peranti had batas arus (CLiP) tidak dimasukkan ke dalam litar.

Semasa operasi penyelenggaraan yang melibatkan pembukaan satu penjana (mengambilnya offline) dan penutupan yang lain (menyelaraskan dan menghubungkan), sistem beroperasi seperti berikut:

• Semua pemutus hubungan bus tetap ditutup, mengekalkan ketiga-tiga bahagian bus saling berkait;
• Tiga penjana sementara dihubungkan ke sistem (untuk tempoh terhad semasa perubahan penjana).

Di bawah keadaan ini, kapasiti korsleting sistem meningkat, dan arus kesalahan prospektif melebihi 50kA. Kerana rating tahanan korsleting panel pengagihan adalah 50kA, peranti had batas arus mesti dimasukkan ke dalam litar untuk memastikan keselamatan peralatan.

CLiP memantau kadar peningkatan arus sepanjang masa. Apabila arus melebihi ambang yang ditetapkan, peranti tersebut aktif dan mengganggu sambungan bus dengan melebur unsur pengelas dalaman. Ini membatasi arus kesalahan sebenar ke bawah 50kA, memastikan ia kekal dalam had reka bentuk selamat panel pengagihan.

Proses ini membolehkan isolasi kesalahan tanpa menyebabkan padam lampu keseluruhan sistem pengagihan kuasa eHouse.

Ringkasan:

• Apabila arus kesalahan prospektif > 50kA (semua pemutus hubungan bus ditutup dan tiga penjana dalam talian), CLiP mesti berada dalam litar. Keadaan ini hanya berlaku semasa fasa transit penyelenggaraan penjana tunggal.
• Apabila arus kesalahan prospektif < 50kA (hanya dua penjana dalam talian atau dua daripada tiga pemutus hubungan bus dibuka), CLiP harus diputuskan dari litar.

2. Persyaratan Operasi dan Penyelenggaraan

Pemilik kemudahan harus menyetujui susunan operasi alternatif yang dicadangkan. Keputusan juga harus didasarkan pada data tambahan berkaitan dengan pengelas had batas arus, termasuk persyaratan penyelenggaraan, anggaran jangka hayat, dan kebolehan kakitangan yang melakukan penyelenggaraan peralatan. Tindakan-tindakan ini harus dimasukkan ke dalam manual operasi dan penyelenggaraan.

3. Reka Bentuk dan Ujian Pengelas Had Batas Arus

Pengelas had batas arus harus direka dan diuji mengikut piawaian dikenali seperti IEC 60282-1:2009/2014 dan siri IEEE C37.41, dan harus sesuai untuk aplikasi dan keadaan alam sekitar/operasi yang dirancang. Hanya satu pengelas had batas arus yang digunakan; sebarang kombinasi peranti had batas arus memerlukan pertimbangan dan penilaian khas.

CLiP telah mendapatkan laporan ujian jenis KEMA yang merangkumi kapasiti pemutusan, peningkatan suhu, dan ujian isolasi, bersama dengan rekod kalibrasi peralatan pengukuran. Ujian telah dilakukan mengikut piawaian IEC 60282 dan siri ANSI/IEEE C37.40.

4. Tahap Isolasi Pemegang Pengelas

• Pemegang pengelas mempunyai voltan tahanan impulsi berperingkat 110kV BIL;
• Trafo isolasi telah lulus ujian 150kV BIL dan boleh digunakan dalam sistem kelas 27kV;
• Setiap trafo isolasi menjalani ujian dielektrik AC 50kV semasa pengeluaran.

5. Pengesahan Kesesuaian Pengelas untuk Suhu Operasi

Pengelas had batas arus telah dihasilkan dan diuji mengikut piawaian IEC 60282-1 atau siri IEEE C37.41.

IEC 60282-1 menentukan suhu sekitar maksimum 40°C, manakala piawaian persatuan pengelasan SVR 4-1-1, Jadual 8, memerlukan 45°C. Bukti yang sesuai dengan Lampiran E IEC 60282-1 (atau piawaian setara) mesti disediakan untuk menunjukkan bahawa pengelas sesuai untuk suhu sekitar maksimum yang dijangka 45°C.

Ujian merangkumi keperluan IEC 60282-1 dan ANSI/IEEE C37.41. Ujian Seri II pemutusan lebih ketat daripada keperluan IEC, kerana ia meminta 100% voltan ujian (IEC membenarkan 87%). G&W menguji tugas Seri I pada 100% voltan dan 100% arus—melampaui semua keperluan standard. Projek sebenarnya menggunakan peranti berperingkat 4000A.

Untuk peralatan pemutus 5000A tanpa pendinginan paksa, marjin peningkatan suhu adalah 5K pada suhu sekitar 40°C, membolehkannya membawa 5000A pada 40°C dan 4000A pada suhu sekitar 50°C.

6. Ciri-Ciri Waktu-Arus dan Prestasi Had Batas Arus

Jenis peranti ini tidak mempunyai lengkung waktu-arus (TCC) konvensional. Operasinya diselesaikan dalam 0.01 saat—sebelum titik permulaan lengkung TCC biasa—secara efektif menjadikannya peranti segera.

Dalam amalan, setiap aplikasi dinilai berdasarkan kes-kes tertentu, menggunakan skenario terburuk (kesalahan sepenuhnya asimetri). Arus sistem diplot dengan resolusi masa yang sesuai untuk menggambarkan semua interaksi dengan jelas. Pendekatan ini lebih unggul daripada penggunaan lengkung arus lewat puncak yang mungkin menyesatkan.

7. Voltan Puncak Maksimum dan Pembuang Kuasa Semasa Operasi Arus Kesalahan Tinggi

• Mengikut keperluan IEC dan ANSI/IEEE untuk peralatan berperingkat 15.5kV, voltan puncak semasa operasi (maksimum yang diukur 47.1kV) kekal dalam julat 49kV, dan tidak melibatkan pelepasan jumlah besar haba atau wap yang berkaitan dengan pemutusan jenis pengusiran.

• Struktur pembuang haba CLiP pada dasarnya adalah baris bus dengan bahagian had batas arus yang dikerjakan mesin.

• Pembuang haba total sistem CLiP tiga fasa pada 4000A adalah kira-kira 500W.

8. Kajian Korsleting dan Pengesahan Perlindungan Bertingkat

Kajian korsleting harus menunjukkan fungsi peranti had batas arus dan bagaimana ia mengurangkan arus kesalahan simetri di bawah tahap tahanan panel pengagihan. Jika susunan yang dicadangkan bertujuan untuk beroperasi sebagai "perlindungan bertingkat," kepatuhan dengan syarat-syarat yang ditetapkan dalam piawaian persatuan pengelasan SVR 4-8-2 / 9.3.6 mesti diverifikasi. Titik pemicu dan penentuan arus lewat dalam setiap arah harus didefinisikan dengan jelas.

9. Pengiraan Kemampuan Tahanan Busbar untuk Arus Korsleting Maksimum

Pengiraan harus dilakukan mengikut piawaian IEC untuk mengesahkan kemampuan busbar untuk menahan kesan mekanikal dan termal yang disebabkan oleh arus korsleting prospektif maksimum.