Pamantayan sa Paggamit para sa mga 50kA Current-Limiting Devices sa Offshore Oil Platforms

1. Paggamit ng Sistema na May o Wala CLiP (Current-Limiting Device)

Sa normal na kondisyon ng paggana, ang switchboard ay gumagana nang sumusunod:

• Ang lahat ng bus tie breakers ay sarado, na nag-uugnay sa tatlong bus sections nang parallel;
• Ang dalawang generator ay online at nagbibigay ng kuryente sa switchboard.

Sa ilalim ng konfigurasyong ito, ang inaasahang fault current sa switchboard ay mas mababa kaysa 50kA. Kaya, ang current-limiting device (CLiP) ay hindi isinasama sa circuit.

Sa panahon ng mga operasyon ng pagmamanntain na kasama ang pagbukas ng isang generator (pag-aalis nito) at pag-sarado ng isa pa (synchronizing at pag-ugnay), ang sistema ay gumagana nang sumusunod:

• Ang lahat ng bus tie breakers ay nananatiling sarado, na nagpapanatili ng interconnection ng tatlong bus sections;
• Tatlong generator ay pansamantalang konektado sa sistema (para sa limitadong panahon sa panahon ng pagbabago ng generator).

Sa ilalim ng kondisyong ito, ang kapasidad ng short-circuit ng sistema ay tumataas, at ang inaasahang fault current ay lumalampas sa 50kA. Dahil ang short-circuit withstand rating ng switchboard ay 50kA, kailangan isama ang current-limiting device sa circuit upang matiyak ang seguridad ng mga aparato.

Ang CLiP ay nagmomonito sa rate ng pagtaas ng kuryente sa loob ng oras. Kapag ang kuryente ay lumampas sa preset na threshold, ang aparato ay aktibado at nag-interrupt sa bus connection sa pamamagitan ng pagsunog ng internal fuse element. Ito ay limita ang tunay na fault current sa ibaba ng 50kA, tiyak na ito ay nananatiling sa ligtas na disenyo limits ng switchboard.

Ang prosesong ito ay nagpapahintulot ng fault isolation nang hindi nagdudulot ng blackout ng buong eHouse power distribution system.

Summary:

• Kapag ang inaasahang fault current > 50kA (lahat ng bus ties closed at tatlong generator online), ang CLiP kailangan sa circuit. Ang kondisyong ito ay nangyayari lamang sa transisyonal na yugto ng single-generator maintenance.
• Kapag ang inaasahang fault current < 50kA (dalawang generator lang online o dalawa sa tatlong bus ties open), ang CLiP dapat tanggalin sa circuit.

2. Operasyon at Mga Requisito sa Maintenance

Ang may-ari ng pasilidad ay dapat mag-approve ng inihahandog na alternatibong operasyon. Ang mga desisyon ay dapat batay rin sa karagdagang datos na may kaugnayan sa current-limiting fuse, kasama ang mga requisito sa maintenance, inaasahang haba ng serbisyo, at kakayahan ng mga tao na gumagawa ng maintenance sa aparato. Ang mga aksyon na ito ay dapat isama sa operation at maintenance manual.

3. Disenyo at Pagsubok ng Current-Limiting Fuse

Ang current-limiting fuse ay dapat idisenyo at isubok ayon sa kinikilalang pamantayan tulad ng IEC 60282-1:2009/2014 at IEEE C37.41 series, at dapat angkop para sa layuning aplikasyon at environmental/operational conditions. Dapat gamitin ang isang single current-limiting fuse lamang; anumang kombinasyon ng current-limiting devices nangangailangan ng espesyal na pagtingin at evaluasyon.

Ang CLiP ay nakakuha ng KEMA type test reports na naglalaman ng breaking capacity, temperature rise, at insulation tests, kasama ang calibration records para sa measuring equipment. Ang mga subok ay ginawa ayon sa IEC 60282 at ANSI/IEEE C37.40 series standards.

4. Insulation Level ng Fuse Holder

• Ang fuse holder ay may rated impulse withstand voltage ng 110kV BIL;
• Ang isolation transformer ay nangdaanan ang 150kV BIL test at maaaring gamitin sa 27kV-class systems;
• Bawat isolation transformer ay dadaanan ang 50kV AC dielectric test sa panahon ng produksyon.

5. Veripikasyon ng Katanggap-tanggap ng Fuse para sa Operating Temperature

Ang current-limiting fuse ay ginawa at isubok ayon sa IEC 60282-1 o IEEE C37.41 series standards.

Ang IEC 60282-1 ay nagtatakda ng maximum ambient temperature na 40°C, samantalang ang classification society standard SVR 4-1-1, Table 8, nangangailangan ng 45°C. Dapat ibigay ang ebidensya na compliant sa Appendix E ng IEC 60282-1 (o katumbas na standards) upang ipakita na ang fuse ay angkop para sa maximum expected ambient temperature na 45°C.

Ang pagsubok ay naglalaman ng mga requisito ng IEC 60282-1 at ANSI/IEEE C37.41. Ang Series II interruption test ay mas mahigpit kaysa sa IEC requirements, dahil ito ay nangangailangan ng 100% test voltage (IEC allows 87%). Ang G&W ay nagsusubok ng Series I duties sa 100% voltage at 100% current—lumalampas sa lahat ng standard requirements. Ang aktwal na proyekto ay gumagamit ng 4000A rated device.

Para sa 5000A switchgear na walang forced cooling, ang temperature rise margin ay 5K sa 40°C ambient, nagbibigay-daan ito upang ito ay makapagbigay ng 5000A sa 40°C at 4000A sa 50°C ambient.

6. Time-Current Characteristics at Current-Limiting Performance

Ang uri ng aparato na ito ay walang tradisyunal na time-current curve (TCC). Ang operasyon nito ay natatapos sa loob ng 0.01 segundo—maaga pa bago ang simula ng typical TCC curves—na nagpapahiwatig na ito ay isang instantaneous device.

Sa praktikal, bawat aplikasyon ay pinag-aaralan nang case-by-case, gamit ang worst-case scenarios (fully asymmetrical faults). Ang mga system currents ay plot sa tamang resolusyon ng oras upang malinaw na ipakita ang lahat ng interaksiyon. Ang pamamaraang ito ay mas mahusay kaysa sa potensyal na mislead na paggamit ng peak let-through current curves.

7. Peak Overvoltage at Power Dissipation Sa Panahon ng High Fault Current Operation

• Ayon sa IEC at ANSI/IEEE requirements para sa 15.5kV-rated equipment, ang peak voltage sa panahon ng operasyon (maximum na sukatin na 47.1kV) ay nananatiling sa 49kV range, at hindi kasama ang paglabas ng malaking dami ng init o steam na may kaugnayan sa expulsion-type interruption.

• Ang heat dissipation structure ng CLiP ay pangunahing isang busbar na may machined current-limiting sections.

• Ang kabuuang heat dissipation ng three-phase CLiP system sa 4000A ay humigit-kumulang 500W.

8. Short-Circuit Study at Validation ng Cascading Protection

Ang short-circuit study ay dapat ipakita ang function ng current-limiting device at kung paano ito binabawasan ang symmetrical fault current sa ibaba ng rated withstand level ng switchboard. Kung ang inihahandog na arrangement ay inilaan upang gumana bilang "cascaded protection," dapat na ma-verify ang compliance sa mga kondisyon na nasa classification society standard SVR 4-8-2 / 9.3.6. Ang pagpili ng triggering point at determination ng let-through current sa bawat direksyon ay dapat malinaw na itinalaga.

9. Pagkalkula ng Busbar Withstand Capability para sa Maximum Short-Circuit Current

Ang mga kalkulasyon ay dapat gawin ayon sa IEC standards upang i-verify ang kakayahan ng busbar na makatiis sa mechanical at thermal effects na dulot ng maximum prospective short-circuit current.