A pad-mouned transzformátorok biztosításának és a vadon élő állatok védelmének szabályozása: Egy közművek számára készült ellenőrző lista a megszakítások csökkentéséhez

Egy munkacsoport közép-Oklahomában tavaly novemberben megnyitott egy pad-mouned egységet, amely egy hét alatt kétszer megszakította a tápláló ágat. A transzformátor egészséges volt. Egy mókus összekötötte a nagyfeszültségű csatlakozókat, így ív keletkezett, és egy szén nyom maradt, amely minden újraindításkor újra meggyulladt. Két megszakítás, egy állat, nulla tekercshibával, és egy megbízhatósági jelentés, amely továbbra is ezt az egységet tartotta a probléma forrásának.

Mi építjük ezeket az egységeket, ezért gyanakvással kell kezelnünk a torzítást. De a minta nehezen vitatható: a legtöbb pad-mount hívás, amelyről kérdeznek minket, nem a tartály belsejében kezdődik. A határon helyezkednek el: a transzformátor védelmét szolgáló biztosítékban és abban a rekeszben, amelynek meg kell akadályoznia, hogy a vadon élő állatok bejussanak oda.

 

 

 

Két hibamód, amely a legtöbb pad-mount hívásért felelős

Padra szerelt transzformátor biztosítása az első. A primer biztosíték az egyetlen eszköz, amely egy szekunder hiba és egy olyan transzformátor között áll, amelyet hónapokra szóló szállítási idővel kell kicserélni. Ha túl kicsire méretezzük, akkor minden alkalommal kiold, amikor egy tápláló újra bezáródik vihar után a hideg terhelés felvételénél. Ha túl nagyra méretezzük, akkor a rövidzárlati görbe fölé kerül, ami azt jelenti, hogy a transzformátor elviseli a hibákat, amelyeket a biztosítéknak kellett volna megszüntetnie.

A második a vadon élő állatvilág. A fúrások, a védőlemezek és az elosztószekrény tetője valamint a kábelkamra közötti rés mind bejáratok. Egy borz 75 mm-es nyíláson keresztül is át tud jutni anélkül, hogy lelassítana. Egy kígyónak egyáltalán nem szükséges nyílás, ha az elosztószekrény alatt földalatti kábelárok van.

Egyik hiba sem jelenik meg a szokásos villamos tervezési felülvizsgálat során, mert mindkettő a transzformátor specifikációjának és a közművédelmi beállításoknak a határvonalán él. Mint padmount transzformátor-gyártó a szállítás előtti utolsó két hétben hozzánk érkező kérdések majdnem mindig ezekről a két témáról szólnak.

 

Olvassa el a rövidzárlati görbét, mielőtt a biztosíték táblázatot olvasná

Minden biztosíték méretének meghatározása egy görbétől indul ki, nem egy táblázattól. Az IEEE C57.109 szabvány meghatározza, mennyi ideig bírja egy folyadékba merített transzformátor egy adott névleges áramtöbbszörösét, mielőtt sérülés kezdődne; a hatáskör és az állapot az IEEE C57.109-2018 oldalon található a kézikönyv négy transzformátor-kategória koordinációs görbéit mutatja be, és a görbék figyelembe veszik mind a hőterhelést, mind a rövidzárlat által a tekercsekben keltett mechanikai feszültséget.

Itt van az a szám, amely konkrétan megmutatja: vegyünk egy 1000 kVA-os egységet 12,47 kV-os delta primer oldallal, 480 V-os szekunder oldallal és 5,75 %-os impedanciával. A primer teljes terhelési árama 46 A. A szekunder teljes terhelési árama 1203 A, és egy rögzített rövidzárlat a szekunder csatlakozókban kb. 20,9 kA-t eredményez kábellel kapcsolatos impedancia nélkül. A biztosítéknak ezt a hibát el kell tüntetnie, mielőtt a transzformátor által érzékelt primer áram elérné a C57.109 görbét, és ugyanakkor ki kell bírnia a következő bekapcsoláskor fellépő gerjesztőáram-becsapódást.

E két követelmény ellentétes irányba hat. Ez a feszültség jelenti a teljes feladatot, és ezért egy korábbi projektből átvett biztosíték-ütemterv nem gyorsítás, hanem kockázat.

 

A bárdos biztosíték kiválasztásának három száma

A legtöbb észak-amerikai pad-montírozott transzformátor a feszültségfelügyeleti rekeszben NEMA típusú B zárófogó biztosítékot használ, és a legtöbb közmű által készletelt értékek 8 A-től 200 A-ig terjednek. Három szám dönti el, melyiket kell beilleszteni.

Teljes terhelési áram. A névleges kVA és az elsődleges feszültség alapján, nem a lecserélt egység rajza alapján. A fenti 46 A tipikus érték 1000 kVA esetén egy 12,47 kV-os rendszerben.

Hideg terhelés indítása. Kiesés után minden termosztát, kompresszor és meghajtó egyszerre indul újra. Az indítási áram és a hideg terhelés együttesen többszörösére növelheti a teljes terhelési áramot (FLA) néhány tized másodpercig, ezért egy 1,2-szeres FLA értékre beállított biztosíték kellemetlen, gyakori kioldásokat okozhat egy hideg reggelen.

Felső szintű koordináció. Az ismétlőkapcsoló gyors karakterisztikájának működnie kell a biztosíték előtt ideiglenes hibák esetén, és a biztosítéknak működnie kell az ismétlőkapcsoló lassú karakterisztikája előtt állandó hibák esetén. Amikor a két eszköz idő-áram görbéje ugyanazon a ponton metszi egymást, a közmű a lehetséges legrosszabb eredményt kapja: az ismétlőkapcsoló által kijavítható hibánál is kiolvad a biztosíték.

Gyakorlatban a legtöbb közmű-szabvány a bajonettbiztosító elsődleges névleges árama (FLA) 1,5–2,5-szeres értékét írja elő, majd az eredményt ellenőrzi a teljes hibagörbével szemben. Ez a tartomány egy kiindulási alap. Egy olyan egység, amely nagy motoros terhelést lát el, és egy olyan egység, amely egy sávcentert lát el, nem ugyanazt a választ érdemli meg, és a padra szerelt transzformátor biztosítása ütemtervnek tartalmaznia kell, melyik feltételezés került alkalmazásra.

Még egy ingyenes részlet: kérje a biztosítógörbét ugyanazon a lapon, ahol a transzformátor kárgörbéje szerepel. Ha e két görbe együtt van nyomtatva, a rossz koordináció öt másodperc alatt látható. Ha külön dokumentumokban szerepelnek, akkor csak a harmadik évben válik láthatóvá.

 

Az állatvédelem specifikációs tétel, nem kiegészítő felszerelés

Transzformátor vadállatok elleni védelme általában olyan tételként kezelik, amelyet a közmű a transzformátor padra helyezése után ad hozzá. Ehelyett a specifikációba tartozik, mert a legolcsóbb hely a probléma megoldására a gyártóüzem.

Az IEEE 1656 szabvány meghatározza, hogyan kell tesztelni a vadállatok védelmét szolgáló eszközöket az elektromos, mechanikai és tartóssági teljesítményük tekintetében olyan elosztórendszerekben, amelyek névleges feszültsége legfeljebb 38 kV, és a IEEE 1656-2010 szabvány az a hivatkozás, amelyre akkor hivatkoznak, ha egy szállító azt állítja, hogy egy burkolat tíz évig kibírja a szabadban. A tesztsorozat választ ad erre a kérdésre. Egy adatlaphoz nem elegendő.

Azok a intézkedések, amelyek ténylegesen csökkentik a kiesések számát:

Szigetelt csatlakozódobozok és burkolatok. 15 kV-os és 25 kV-os egységeknél olyan burkolatok, amelyek a kábelhúzás során is a helyükön maradnak, nem pedig a csúszó típusú burkolatok, amelyek az első szélvihar idején lehullnak.

Elválasztó lapok a rekeszek között. Teljes magasságú, a tartály lezárása előtt beépített elválasztó lapok. Egy mászó állat, amely belép a berendezésbe, továbbra sem érhet el élő részt.

Rácsos szellőzőnyílások. Rozsdamentes háló minden lamellán és az alapon, amelynek méretezése 12 mm-es próbapálcára történik, nem pedig arra, amit éppen a gyártó raktárában található.

Zárható kábelárok-csatlakozás. A kábelárok bejáratánál elhelyezett eltávolítható rács az a különbség, amely egy zárt burkolatot és egy kígyók számára kijelölt autópályát választ el egymástól.

Ezek egyike sem jár lényeges költségnövekedéssel a tervezési szakaszban. Mindegyikük utólagos felszerelése munkaerőt, kapcsolási parancsot és kiesést igényel.

 

Milyen változások történnek a gyárban

A Ryan Electric 2007 óta gyárt elosztótranszformátorokat egy 120 000 m²-es telephelyen, ahol több mint 180 darab gyártó- és tesztberendezés és 37 szabadalom található. 2023 óta a cég hivatalos közös vállalkozási partnere az Eaton-nak, amely minősítés elsőként szokott felmerülni az észak-amerikai közművek kérdőíveiben. A berendezések UL-listázottak, kanadai projektekhez CSA C22.2 előírásoknak megfelelően is gyárthatók, és a gyári elfogadási csomag tartalmazza az IEEE C57.12.90 szabványnak megfelelő rutin tesztadatokat.

A pad-mount rendeléseknél a vadállomány-csomagot az alaptervbe építjük be, nem pedig opcióként adjuk meg: 316-os rozsdamentes acélból készült szerelvények a szekrényben, epoxi bevonatú csapágyak, akadálytáblák a tartály lezárása előtt történő felszerelése, valamint 12 mm-es próbatesttel ellenőrzött rácsos levegőbevezető nyílások. Mint padmount transzformátor-gyártó a UL és a CSA előírásai szerint működő vállalat, inkább a rajz elkészítésének szakaszában vitatkozunk egy rács részletéről, mintsem a üzembe helyezésnél magyarázzuk el egy kígyó bejutását.

A biztosítékok kiválasztása az a terület, ahol a padmount transzformátor-gyártó kérdéseket a legtöbbet kell feltenni. Szükségünk van a villamosenergia-szolgáltató védővizsgálati tanulmányára, vagy legalábbis a ismétlőkapcsolók karakterisztikáira és a padon rendelkezésre álló rövidzárlati áram értékére. Egy rendelés 200 A-os bájonnettel került ki a gyárból egy 500 kVA-os egységen, mert a biztosíték-ütemtervet egy nagyobb projektből vették át; a hibát az üzembe helyezés során észlelték, és a két hetes késedelem költsége meghaladta a transzformátor szállítási költségét.

 

Rövid ellenőrzőlista a rajz jóváhagyása előtt

Hat pont, és a legtöbb pad-mount védelmi probléma eltűnik még a berendezés gyárból való kiszállítása előtt.

1. A névleges teljesítmény (kVA) és a névleges rendszerverzión alapuló elsődleges teljes terhelési áram számítása.

2. Biztosíték mérete 1,5–2,5-szerese a teljes terhelési áramnak (FLA), majd ellenőrzése az elérhető rövidzárási áram alapján az IEEE C57.109 görbe szerint.

3. A hideg terhelés felvételének profilja megerősítve a szolgáltató terhelés-kutatási adataival, különösen olyan ellátóvezetékeken, amelyek elektromos fűtést vagy öntözési terhelést szolgálnak.

4. Az ismétlőkapcsoló gyors és lassú működési görbéi ugyanarra az idő-áram diagramra kerülnek, mint a biztosíték.

5. A vadállatok elleni védelem csomagja nem leírás alapján, hanem vizsgálati szabvány szerint van megadva. Kérje az IEEE 1656 vizsgálati sorozatot vagy annak egyenértékű változatát.

6. A gát- és védőrács részletei a jóváhagyott rajzon szerepelnek, beleértve a kábelárok csatlakozási pontját is.

 

 

 

A hibás megvalósítás költsége

Egy rosszul koordinált biztosíték nem hibásodik meg drámaian. Egyszerűen kinyílik, egy szervizcsapat kicseréli, és a napló rögzíti az átmeneti kiesést. Ha ezt háromszor is megteszik ugyanazon az ellátóvezetéken egy szezonban, akkor a szolgáltató többet költött munkaerőre és kapcsolásra, mint amennyibe egy koordinációs tanulmány került volna. A transzformátor vadállatok elleni védelme a csomag ugyanazt az aritmetikát követi: egy képernyő tíz-húsz dollárba kerül, míg egy kígyó a másodlagos terminálokon át hat hét szolgáltatási időveszteséget és egy kiszolgálásra szánt termelési időből kivont cserére szoruló egységet jelent.

Ez az érv mindkét részlet rendezésére a tervrajz-készítési szakaszban. Egy padmount transzformátor-gyártó majdnem semmibe kerülő módosítással megváltoztathat egy akadálytáblát, mielőtt a tartály lezárul. Miután az egység már a talapzaton van, ugyanez a módosítás mezőbeli beavatkozássá válik, amelyhez üzemszünet is társul.

Ha 2027-es szállítási időpontra padmontált elosztóegységeket ad meg, akkor a védelmi és vadállomány-technikai részletek most érdemes lezárni. A gyári előállítási idők olyan hosszúak, hogy a kiadás utáni tervrajz-módosítás öt évvel ezelőtti költségénél jóval többe kerül.

 

Következő lépés

Küldje el nekünk az egyvonalas kapcsolási rajzot, a megszakító görbéit és a talapzaton rendelkezésre álló rövidzárlati áramot. Mérnöki csoportunk általában három munkanapon belül visszaküldi az olvadóbiztosíték-ütemtervet és a vadállomány-technikai csomagot, amely illeszkedik az Ön szabványához.

A szerzőről

Ezt a cikket a Ryan Electric értékesítési mérnöki csoportja készítette, egy transzformátor-gyártó, amely talpas, száraz típusú és olajmerüléses egységeket gyárt az Észak-Amerikában, Közel-Keleten, Délkelet-Ázsiában és Afrikában működő közüzemi vállalatok és EPC vállalkozók számára. A csoport támogatja a projekteket a specifikációtól a gyári elfogadási tesztelésig. A cikkkel kapcsolatos technikai kérdéseket az értékesítési mérnöki csoportnak a ryantransformers.com webhelyen keresztül lehet intézni.