Vernd olíuðreifðra vindskeiða: Buchholz ræl, ofurstraum- og mismunaverndarstefnur sem kaupendur ættu að vita um

Framleiðslustjóri fyrir grunnbyggingaraðila í Chile hafði samband við okkur í júlí með spurningu sem við heyrum oftari en kaupendur telja: ef hann pöntuði 15 MVA olíusníðurárfur frá verksmiðjunni okkar, kom verndin með eininguna eða þurfti hann að kaupa hana sérstaklega? Stutt svarið er að bæði. Tæki sem eru fest á kerfinu fara með eininguna, en stillingar á ræl, CT hlutföll og slökktunarlogík eru ákveðin saman við verndarverkfræði kaupanda — og flest útfall á svæðinu sem við erum kallaðir til að leysa tengjast þessum samræmisferli, ekki vindskeiðinu sjálfu.

Vernd er til fyrir einn ástæðu: innri villa framkallar orku sem olíutankurinn var ekki hannaður til að halda í endalaust. Með venjulegri 7% viðnámshindrun getur festað villa við terminalana valdið rafstraumi sem er yfir fjórtán sinnum meiri en nafngildið. Stutt tenging á vikunum inni í tankinum ber þessa orku í olíuna á millisekúndum. Verndarkerfið hefur verið hannað til að greina atvikið á fyrri stadi — rafmagns-, vökva- eða hitamælistýlt — og afturkalla tækið áður en tankurinn sprungur eða olían brennur.

 

Hver vernd fylgir í raun við olíuþýdda transformatora

Vernd á transformatora þræðuðum líkama, virkar hann bæði sem olíusníðurárfur deilist í tvö hópa. Fyrst tæki sem eru fest á olíutanknum sjálfum: Buchholz-gassvörn á rörið milli aðal-tankans og útibúrsins, ýtrisviðbót á þak tankans, hitamælir fyrir olíu og vikun með viðvörunartengjum og olíustigsmælir. Annað, ytri verndarvörn í kassa eða stöðupöntu: yfirstraumur, mismunsvörn og jörðunarvörn sem virkja brytara á aðalhliðinni.

Þessi skipting er mikilvæg fyrir kaupendur. Tækin sem eru fest á tanknum falla undir umfang transformerins – framleiðslustöðin setur þau upp, tengir og prófar þau. Ytri vörnarskipulag er venjulega skilgreint í verndarskýringu verkefnisins og stillingarnar tilheyra notandafyrirtækinu eða verndarverkfræðingi EPC-fyrirtækisins. Algengasta bilin sem við sjáum: kaupendur gera ráð fyrir að umfang framleiðslustöðvarnar innihaldi samstillingu vörnanna og verndarverkfræðingurinn gera ráð fyrir að transformerinn komi með fullt tengdri verndarpöntu. Bæði hafa rangt og reynsla stöðvast.

 

Buchholz-geislinninn: Einstaklega tækið sem skoðar inn í kerfið

Það Buchholz-geislinn er settur í rörið sem tengir aðalkerfið við útjafnunarhlutann og er fyllt með olíu í venjulegum rekstur. Hann greinir tvo mismunandi einkenni á vandræðum. Hægir villa – aldrun á framleiðsluefni, losnað tenging, litlir hlutvirkir rafhlöður – mynda gas sem hækkar upp og safnast í geislinnshólfnum. Þegar magnið af gasinu náði fyrsta stigsskammtinum fellur flotari niður og lokar viðvörunartengingunni. Ofhröð villa, eins og rafmagnsáspennusamband milli vindingsþátta, ýtir olíusprengju í gegnum rörið. Sprengjan dregur skjaldurinn til hliðar og lokar strákurstengingunni næstum augnabliksskjótt, miklu hröðar en hvaða rafmagnsmæling neðan á rörinu getur svarað.

Í prófunarskúrnum okkar, hver Buchholz-geislinn er prófuð á borði áður en henni er sett upp. Við blásam loft í olíuopnunina til að staðfesta að viðvörunarflotinn virki við tilgreindan gasrúmmál, síðan framkvæmum við skjóta álagapróf til að staðfesta að viðvörunarsambandsskautið lokist og að rásirnar ná til samstillingarskápsins. Myndir af sambandsrásunum eru teknar og skráðar í FAT-skjalasafnið, því á fjarlægum stað kostar rangt tengt viðvörunarskaut tæknikmanni heilan dag til að finna villuna. Það hljómar eins og lítið mál. Það er það lítið mál sem ákvarðar hvort fyrsta villa sé viðvörun eða óþarfa útköll.

Uppsetningardetailið er þar sem gasrælur fá góða heimild. Rælin verður að vera sett á jafnt flatarmál, með örinni bendandi á áttina að olíusafnunum — olían rennur í þá átt í venjulegum rekstri og gasið fer á sama leið. Einu sinni heimsóttum við stað þar sem rælin hafði verið sett með flensgummi sem geymdi sjáanlega loftpoka; viðvörunin féll inn innan vikunnar vegna safnaðs gass sem aldrei hafði komið frá villa. Úrtakspunktur olíunnar og prófunarmynd rælunar eru tvær tengingar sem gott er að finna áður en tækið er pakkað, því báðar eru notaðar innan fyrstu ársins af rekstri.

 

Yfirkjör- og mismunavörn: Hvað tölurnar merkja

Ytri ræluvörn talar með ANSI/IEEE-tölum tækja og þrjú tölurnar sem þú munt mæta á næstum hverjum dreifingarflokkspantanum eru 50, 51 og 87T. 50er augnablikssamleg yfirkjörvörn: hún virkar hratt við villastraum sem er langt hærra en venjulegur álagstraumur. 51er tíma-afhendir yfirstraumur: hún samræmir við neðri tæki svo að villa á fráleidslu klárast á fráleidslunni, ekki við vörpunaraðilinn. 87T er vörpunaraðila mismunavörn: hún ber saman straum sem fer inn í prímarvinduna við straum sem fer út úr sekundarvindunni, mældur með straumþáttagjöfum (CTs) á báðum hliðum, og virkar þegar tveir straumar byrja ekki að passa saman — fljótaskilest og áreiðanlegasta leiðin til að greina vinda-villur inni í kerfinu.

Það IEEE-leiðbeiningar um vernd á rafmagnsvörpunaraðilum (IEEE C37.91-2021) skilgreinir umfang sín sem þrívíddar einingar með raðaðri getu yfir 5 MVA sem starfa við spennu yfir 10 kV, og mælir fyrir fullum verndarkerfi — með mismunavörn — á þessum stigi. Neðan þess eru oft notuð safnaföll eða samræmd yfirstraumraflýsikorn, sem er af hverju litla dreifingareiningar sjaldan hafa mismunavörn en 15 MVA rafmagnsvörpunaraðilinn ætti að hafa hana. Ef verndarverkfræðingurinn þinn hefur ekki beðið um mismunavörn á einingum yfir þessum stærðarmörkum, þá ættirðu að spyrja af hverju. Leiðbeiningin er opinber tilvísunargögn og gildir að lesa áður en næsta RFQ er send.

Setningarhefð er sjálfstætt efni, en eitt tala tilheyrir hverjum kaupanda: innkomastraumur. Þegar olíusníðurárfur er virkjaður getur magnétískur straumur náð átta til tólf sinnum rauntengdanum straumi fyrir fyrstu nokkrar sveiflur áður en hann minnkar. Aukastrefjaþáttur sem er stilltur neðan við þann markvarði veldur að einingin skiptist út við hverja venjulega virkjun. Þess vegna eru 50 þættir stilltir hærra en innkomastraumur eða stuttlega blokkaðir við lokun, 51 þættir samstilltir við verndun neðan í dreifikerfinu og mismunssafnara nota hármónískan takmörkun — þeir hunsa innkomastrauminn en greina samt raunverulegan innri villa. Framleiðandinn velur ekki þessa stillingar; verndunarverkfræðingurinn gørir það. Það sem framleiðandi vindskeiðsins verður að veita er prófunargögnin — viðnám, mætti feril, tómhleðslufyrirspurn — sem gerir samstillingarúttektina mögulega.

 

Þrýstisafnun, hiti og olíuskerði: Restinn af kerfinu

Þrjú aðrir tæki sem eru fest á olíutönnunni þurfa að vera í tilvísuninni þinni. Þrýstisafnatakið losar þrýsting úr tönnunni ef innri þrýstingur hækkar hraðar en gasviðvörunin getur svarað — hugsið um það sem mekanískt öryggisþrýstisafnataki kerfisins. Varmastigsmælirinn fyrir olíu og varmastigsmælirinn fyrir vindingu hafa viðvörunar- og rafbogaskiptitengi, sem eru venjulega stillt miðað við efsta olíuvörmustigið sem samsvarar hönnun á 65 K meðalhækkun á vindingu. Og olíumálinn með viðvörun fyrir lágt olíustig greinir hægilegar lekja sem gasviðvörunin ekki getur fundið, því þegar útfyllingartönnunin tómast er það venjulega viðhaldsvandamál áður en það verður öryggisatburður.

Einn RFQ-punktur hér: biðjið um tengilista. Tilgreinið hversu margir aukabylgju- og ferða-tenglar hver tæki verður að hafa, hvort tenglarnir eru skráðir fyrir DC-stýrspennu stjórnborðsins (24, 48, 110 eða 220 V DC eru algengustu), og hvort samstöðuskrínin innihalda skífuborð, hitara og gáttaplötur. Afturbygging á tenglum eftir afhendingu er óhlutfallslega dýr. Tilgreining þeirra tekur einungis eina línu í RFQ.

 

Verkstæðipróf sem sanna að verndin virki

Verndin er ekki betri en rásin sem liggur bakvið hana, því prófum við tvisvar. Fyrst koma venjuleg rafmagnspróf undir IEEE C57.12.00 : hlutfall, pólun, vikulmót, tómhlaup- og lasttapi, mótsögn og dielektrisk próf. Síðan koma verndarprófin sem aldrei birtast á venjulegri lista yfir rutínu-próf: staðfesting á CT-pólun og -hlutfalli, samfelldleiki frá hverjum bylgju-tengli til skífuborðs-tengla í samstöðuskríninu, og aðal-innflæðupróf þar sem við leidum rafstraum í CT-hringi til að sanna að rælisviðtakandinn sjái rétta stærð og átt.

 

 

Á síðasta ári bað skoðuður þriðja aðila viðskiptavinar um að vera vitni við fruminnflutningstest á 20 MVA tæki sem var á leið til Suðaustur-Asíu. Í prófinu kom í ljós að einn CT hlutur væri tengdur með öfugri pólun inni í samræmisboxinu. Þegar þetta var fundið í framleiðsluvarpnum tók það tvær klukkustundir að laga. Ef þetta hefði verið fundið á staðnum hefði það valdið villa í mismunaprófi við fyrstu virkjun og leitt til ásakana sem enginn vildi hafa samtal um. Þess vegna á FAT vernduhluti að fá sömu athygli og tapatölurnar í prófunarskýrslunni.

Tölubundin viðskiptatæki framkvæma nú þá verkefni sem áður krefdist veggjar af rafmagnsræðum tækjunum og margar verkefnalýsingar sækja gögn frá viðskiptatækinu yfir Modbus eða IEC 61850 í stað þess að nota einungis þurrka tengi. Hverju sem viðskiptaprotokollu þið veljið, fer spurningin í framleiðsluverkstæðinu alltaf sama: hefur öryggislykkjan verið prófuð enda til enda, frá CT-tengjum til brotunarfyrirbærisins? Viðskiptatæki getur verið fullkomlega stillt en samt ekki virkað ef CT-undirhálfa er opin eða ef brotunarspennan er tengd við rangt tengi — þess vegna er enda til enda prófun á FAT miklu ódýrari en sama prófunin á staðnum.

 

Sex spurningar sem þið ættuð að setja í RFQ

1. Hverjum öryggistækjum er fyrirsett og tengt í framleiðsluverkstæðinu og hverjum er sendt ótengt?
2. Buchholz viðskiptatæki: merki og lína; eru viðvörunar- og brotunargögn prófuð á borði, með myndum í FAT-skjalinu?
3. CT: hlutfall, nákvæmisklasi (til dæmis verndarklasi eins og 5P20) og pólaraðferðarskýring í teikningunum?
4. Hafa hita-, olíuskerðis- og ýtritækin auka tengi fyrir framtíðar SCADA-tengingar?
5. Inniheldur skýrslan um framleiðslupróf CT aðalinnflutning og samfelldleika tenginga, eða aðeins venjulegar rafmagnsprófunar?
6. Hver verndardökumentun fer með eininguna — rásartegundir, handbækur fyrir rælur, prófunarskýrslur?

Hér er af hverju þetta er mikilvægt í raunveruleikanum. Notandinn hjá okkur í Mið-Áusturlöndum, sem kaupir fyrir rafmagnsveitu, staðlar allar pöntanir á undirstöðum á einni ræluplattform og einu mengi tengispecifikatóna. Hlið okkar við þessa staðlun þýðir sama rásartegund, sama prófunarfæribreytingu og sama lista yfir viðbótahluti fyrir hverja einingu, sem styttr FAT-prófunina og gerir afhendingu til skipulagshóps hans áskiljanlega.

Ryan Electric hefur framleitt dreifingar- og aflþáttaþolvar síðan árið 2007 í 120.000 m² stóru tilverkju, og samstarfsáætlunin við Eaton, sem hófst árið 2023, tryggir að innkaup hlutanna okkar og FAT-aðferðir séu í samræmi við það sem alþjóðlegar raforkufyrirtæki bjóða upp á. Þrjátíu og sjö einkaleyfi og vottorð frá UL, CSA, IEEE, DEKRA og CNAS styðja ofangreindar aðferðir — engin þeirra er í stað stillinga verndarverkfræðingsins þíns, en allar gera verkefni hans auðveldara.

Ef þú ert að skilgreina olíusníðurárfur fyrir raforkufyrirtæki, gruva eða iðnaðarverkefni, sendu okkur notkunarupplýsingarnar þínar, kerfisásprettuna og verndarhegðunarstefnuna með fyrirspurninni þinni. Verkfræðingarnir okkar staðfestir verndarsviðið, prófunarforritið og skjalasafnið áður en þú tekur ábyrgð á kaupskipun. Notaðu tengisíðuna okkar eða biðdu beint um tilboð, og við munum svara, ekki senda broschúru.

Um höfundinn : Þessi leiðbeining var skrifuð af verkfræði- og útflutningsliði Ryan Electric, framleiðanda á vörum fyrir rafmagnsmyndun í Kína, sem stofnaði árið 2007. Liðið styður notendur, EPC-fyrirtæki og iðnaðarfyrirtæki í Norður-Ameríku, Suðaustur-Asíu, Mið-Austurlöndum og Afríku með verkfræðistuðning við notkun, staðfestingarstuðning og skjöl um framleiðslustöðvarpróf.