Offshore Petrol Platformlarındaki 50kA Akım Sınırlama Cihazları için Uygulama Talimatları

1. Sistem CLiP (Akım Sınırlama Cihazı) ile ve olmadan İşleyişi

Normal çalışma koşullarında, dağıtım panosu şu şekilde çalışır:

• Tüm otobüs bağlantı kesiciler kapalıdır, üç otobüs bölümü paralel olarak bağlanır;
• İki jeneratör çevrimiçi olup dağıtım panosuna güç sağlar.

Bu yapılandırmada, dağıtım panosundaki muhtemel arıza akımı 50kA'dan azdır. Bu nedenle, akım sınırlama cihazı (CLiP) devrede yerleştirilmez.

Bir jeneratörün açılması (çevrimdışı alınması) ve diğerinin kapatılması (senkronize edilmesi ve bağlanması) ile ilgili bakım işlemlerinde sistem şu şekilde çalışır:

• Tüm otobüs bağlantı kesiciler kapalı kalır, üç otobüs bölümü birbirine bağlı kalır;
• Üç jeneratör sisteme geçici olarak bağlanır (jeneratör değiştirme sırasında sınırlı bir süre için).

Bu durumda, sistemin kısa devre kapasitesi artar ve muhtemel arıza akımı 50kA'yi aşar. Dağıtım panosunun kısa devre dayanma derecesi 50kA olduğundan, ekipman güvenliği için akım sınırlama cihazı devreye yerleştirilmelidir.

CLiP, zaman içinde akım artış hızını izler. Akım önceden belirlenmiş bir eşiği aşarsa, cihaz aktive olur ve iç bir füze elemanının erimesiyle otobüs bağlantısını keser. Bu, gerçek arıza akımını 50kA'nın altına indirir ve dağıtım panosunun güvenli tasarım sınırları içinde kalmasını sağlar.

Bu süreç, tüm eHouse güç dağıtım sisteminin karanlık kalmasına neden olmaksızın arıza yalıtımını sağlar.

Özet:

• Muhtemel arıza akımı > 50kA (tüm otobüs bağlantıları kapalı ve üç jeneratör çevrimiçi) olduğunda, CLiP devrede olmalıdır. Bu durum, tek jeneratör bakımının geçiş fazında gerçekleşir.
• Muhtemel arıza akımı < 50kA (sadece iki jeneratör çevrimiçi veya üç otobüs bağlantısından ikisi açık) olduğunda, CLiP devreden çıkarılmalıdır.

2. İşletme ve Bakım Gereksinimleri

Tesis sahibi, önerilen alternatif işletme düzenlemelerini onaylamalıdır. Kararlar, ayrıca akım sınırlama füzeye ilişkin ek verilere dayanmalıdır, bu veriler arasında bakım gereksinimleri, tahmini hizmet ömrü ve ekipman bakımı yapan personelin yetkinliği bulunmaktadır. Bu eylemler, işletme ve bakım kılavuzuna dahil edilmelidir.

3. Akım Sınırlama Füzesinin Tasarımı ve Testi

Akım sınırlama füzesi, IEC 60282-1:2009/2014 ve IEEE C37.41 serisi gibi tanınmış standartlara uygun olarak tasarlanmalı ve test edilmelidir ve amaçlanan uygulama ve çevresel/operasyonel koşullar için uygun olmalıdır. Sadece tek bir akım sınırlama füzesi kullanılmalıdır; herhangi bir akım sınırlama cihazlarının kombinasyonu özel dikkat ve değerlendirme gerektirir.

CLiP, koparma kapasitesi, sıcaklık yükselimi ve yalıtım testleri dahil olmak üzere KEMA tip test raporlarına sahiptir, ayrıca ölçüm ekipmanı için kalibrasyon kayıtları da mevcuttur. Testler, IEC 60282 ve ANSI/IEEE C37.40 serisi standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmiştir.

4. Füze Tutucunun Yalıtım Seviyesi

• Füze tutucusunun nominal darbe dayanma gerilimi 110kV BIL'dır;
• Yalıtım transformatörü 150kV BIL testinden geçmiştir ve 27kV sınıfındaki sistemlerde kullanılabilir;
• Her yalıtım transformatörü üretim sırasında 50kV AC dielektrik testinden geçirilir.

5. İşletme Sıcaklığının Füze Uygunluğu İçin Doğrulama

Akım sınırlama füzesi, IEC 60282-1 veya IEEE C37.41 serisi standartlarına uygun olarak üretilmiş ve test edilmiştir.

IEC 60282-1, maksimum çevre sıcaklığını 40°C olarak belirlerken, sınıflandırma kuruluşu standardı SVR 4-1-1, Tablo 8, 45°C gerektirir. Maksimum beklenen çevre sıcaklığı olan 45°C için füzenin uygunluğunu göstermek üzere, IEC 60282-1 Ek E'si (veya eşdeğer standartlar) uygun kanıtı sağlanmalıdır.

Testler, IEC 60282-1 ve ANSI/IEEE C37.41 gerekliliklerini kapsar. Seri II kesinti testi, IEC gerekliliklerinden daha serttir, çünkü %100 test gerilimi (IEC %87'ye izin verir) talep eder. G&W, %100 gerilim ve %100 akım ile Seri I görevlerini test eder - tüm standart gerekliliklerin üstünde. Gerçek projede, 4000A derecelendirilmiş bir cihaz kullanılır.

Zorlanmış soğutma olmayan 5000A şalter kutusu için, 40°C çevre sıcaklığında sıcaklık yükseltme marşı 5K'dır, bu da 40°C'te 5000A ve 50°C çevre sıcaklığında 4000A taşımasını sağlar.

6. Zaman-Akım Özellikleri ve Akım Sınırlama Performansı

Bu tür bir cihaz, geleneksel bir zaman-akım eğrisine (TCC) sahip değildir. İşlemi 0,01 saniye içinde tamamlanır - tipik TCC eğrilerinin başlangıcından çok önce - bu da onu anlık bir cihaz yapar.

Pratikte, her uygulama, en kötü durum senaryoları (tamamen asimetrik arızalar) kullanılarak bireysel olarak değerlendirilir. Sistem akımları, tüm etkileşimleri net bir şekilde göstermek için uygun zaman çözünürlüğü ile çizilir. Bu yaklaşım, zirve geçiş akımı eğrilerinin yanıltıcı kullanımından üstün bir yöntemdir.

7. Yüksek Arıza Akımı İşlem Sırasında Zirve Gerilim ve Güç Dissipasyonu

• 15.5kV derecelendirilmiş ekipman için IEC ve ANSI/IEEE gerekliliklerine göre, işlem sırasında zirve gerilim (maksimum ölçülmüş 47.1kV), 49kV aralığında kalır ve atış tipi kesmeyle ilişkili büyük miktarda ısı veya buhar salınımını içermez.

• CLiP'nin ısı dissipasyon yapısı, imal edilmiş akım sınırlama bölümleri olan bir otobus çubuğu niteliğindedir.

• 4000A'da üç fazlı CLiP sisteminin toplam ısı dissipasyonu yaklaşık 500W'dır.

8. Kısa Devre Çalışması ve Kademeli Korumanın Doğrulanması

Kısa devre çalışması, akım sınırlama cihazının işlevini ve simetrik arıza akımını dağıtım panosunun derecelendirilmiş dayanma seviyesinin altında nasıl indirdiğini göstermelidir. Önerilen düzenleme "kademeli koruma" olarak işletilmesi planlanıyorsa, sınıflandırma kuruluşu standardı SVR 4-8-2 / 9.3.6'da belirtilen koşulların uygunluğu doğrulanmalıdır. Tetikleme noktasının seçimi ve her yönde geçen akımın belirlenmesi açıkça tanımlanmalıdır.

9. Maksimum Kısa Devre Akımı için Otobus Çubuğu Dayanma Kapasitesi Hesabı

Hesaplamalar, maksimum muhtemel kısa devre akımı tarafından oluşturulan mekanik ve termal etkileri karşılayabilmesi için otobus çubuğunun yeteneğini doğrulamak üzere IEC standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmelidir.