Bruksanvisninger for 50kA strømbegrensende enheter på offshore oljeplattformer

1. Drift av systemet med og uten CLiP (strømbegrensende enhet)

Under normale driftsforhold fungerer strømsenteret som følger:

• Alle buskoplingsbrytere er lukket, og de tre busseksjonene er koblet parallelt;
• To generatører er i drift og leverer strøm til strømsenteret.

Under denne konfigurasjonen er den forventede feilstrømmen ved strømsenteret mindre enn 50kA. Derfor blir ikke strømbegrensende enheten (CLiP) satt inn i kretsen.

Under vedlikeholdsoperasjoner som involverer åpning av en generatør (tar den offline) og lukking av en annen (synkroniserer og kobler), fungerer systemet som følger:

• Alle buskopplingsbrytere forbli lukket, og de tre busseksjonene forbli tilkoblet;
• Tre generatører er midlertidig koblet til systemet (for en begrenset periode under generatøromstilling).

Under dette forholdet øker systemets kortslutningskapasitet, og den forventede feilstrømmen overstiger 50kA. Siden strømsenterets kortslutningsbelastningskapasitet er 50kA, må strømbegrensende enheten settes inn i kretsen for å sikre utstyrsikkerhet.

CLiP overvåker hastigheten på strømstigningen over tid. Når strømmen overstiger et forhåndsinnstilt terskelverdi, aktiveres enheten og avbryter buskoblingen ved å smelte et intern brytelseselement. Dette begrenser den faktiske feilstrømmen til under 50kA, slik at den forbli innenfor trygge designgrenser for strømsenteret.

Denne prosessen muliggjør feilisolering uten å forårsake mørke av hele eHouse strømforsyningsystemet.

Oppsummering:

• Når den forventede feilstrømmen > 50kA (alle buskoplinger lukket og tre generatører i drift), må CLiP være i kretsen. Dette forholdet oppstår bare under overgangsfasen av enkelgeneratørvedlikehold.
• Når den forventede feilstrømmen < 50kA (bare to generatører i drift eller to av de tre buskoplingene åpnet), skal CLiP frakobles fra kretsen.

2. Drifts- og vedlikeholdsforhold

Eiendomsinnehaveren skal godkjenne de foreslåtte alternative driftsordninger. Beslutninger skal også baseres på ekstra data knyttet til strømbegrensende sikring, inkludert vedlikeholdsforhold, anslått tjenestetid og personalekompetanse for utførelse av utstyrsmessig vedlikehold. Disse handlingene skal inkluderes i drifts- og vedlikeholdsmanualen.

3. Design og testing av strømbegrensende sikring

Strømbegrensende sikring skal designes og testes i henhold til anerkjente standarder som IEC 60282-1:2009/2014 og IEEE C37.41-serien, og skal være egnet for den foresatte anvendelsen og miljø-/driftsforhold. Bare én strømbegrensende sikring skal brukes; noen kombinasjon av strømbegrensende enheter krever spesiell vurdering og evaluering.

CLiP har fått KEMA typeprøverapporter som dekker brytekapasitet, temperaturstigning og isolasjonstester, sammen med kalibreringsposter for måleutstyr. Testing er utført i samsvar med IEC 60282 og ANSI/IEEE C37.40-serien standarder.

4. Isoleringnivå for sikringsholder

• Sikringsholderen har en nominell impulshåndteringsvoltasje på 110kV BIL;
• Isolasjonstransformator har bestått en 150kV BIL-test og kan brukes i 27kV-klasse systemer;
• Hver isolasjonstransformator undergår en 50kV AC dielektrisk test under produksjon.

5. Verifisering av sikrings egnethet for driftstemperatur

Strømbegrensende sikring er produsert og testet i samsvar med IEC 60282-1 eller IEEE C37.41-serien standarder.

IEC 60282-1 spesifiserer en maksimal omgivelses temperatur på 40°C, mens klassifiseringsstandarden SVR 4-1-1, Tabell 8, krever 45°C. Bevis som er i samsvar med Vedlegg E av IEC 60282-1 (eller ekvivalente standarder) må presenters for å demonstrere at sikringen er egnet for den maksimale forventede omgivelses temperaturen på 45°C.

Testing dekker kravene i IEC 60282-1 og ANSI/IEEE C37.41. Serie II avbrytningstest er strengere enn IEC-krav, da det krever 100% prøve spenn (IEC tillater 87%). G&W tester Serie I plikter ved 100% spenn og 100% strøm - overgår alle standardkrav. Den faktiske prosjektet bruker en 4000A-ratet enhet.

For et 5000A strømsenter uten tvungen kjøling, er temperaturstigningsmarginen 5K ved 40°C omgivelse, som gjør at det kan håndtere 5000A ved 40°C og 4000A ved 50°C omgivelse.

6. Tids-strøm karakteristikk og strømbegrensende ytelse

Denne typen enhet har ikke en konvensjonell tids-strøm kurve (TCC). Dens operasjon er fullført innen 0,01 sekunder - langt før startpunktet for typiske TCC-kurver - effektivt gjør det en umiddelbar enhet.

I praksis evalueres hver applikasjon på en saklig basis, ved bruk av verste scenarioer (fullt asymmetriske feil). Systemstrømmer tegnes med passende tidsløsning for å klart illustrere alle interaksjoner. Denne metoden er bedre enn potensielt misvisende bruk av topp gjennomslippsstrømkurver.

7. Toppe overspenning og effektavgi during høy feilstrøm drift

• Ifølge IEC- og ANSI/IEEE-krav for 15,5kV-ratet utstyr, forblir toppspenningen under drift (maksimalt målt 47,1kV) innenfor 49kV-intervallet, og involverer ikke utslipp av store mengder varme eller damp assosiert med utskytingstype avbryting.

• CLiPs varmeavgiestructure er essensielt en busbar med maskinert strømbegrensende seksjoner.

• Den totale varmeavgivelsen av et tre-fase CLiP-system ved 4000A er ca. 500W.

8. Kortslutningsstudie og validering av kaskadebeskyttelse

Kortslutningsstudien skal demonstrere funksjonen av strømbegrensende enheten og hvordan den reduserer den symmetriske feilstrømmen under strømsenterets rated bærer kapasitet. Hvis den foreslåtte ordningen er ment å fungere som "kaskadebeskyttelse", må overensstemmelse med betingelsene spesifisert i klassifiseringsstandarden SVR 4-8-2 / 9.3.6 verifiseres. Valg av utløsningspunkt og fastsetting av gjennomslippsstrøm i hver retning skal defineres tydelig.

9. Beregning av busbars bærekraft for maksimal kortslutningsstrøm

Beregninger skal utføres i samsvar med IEC-standarder for å verifisere busbars evne til å motstå de mekaniske og termiske effektene av den maksimale forventede kortslutningsstrømmen.