电气系统

如何扩展开关设备寿命并提高系统可靠性

通过继电保护升级方案提高开关柜系统的可靠性。

由杰夫布里特和安德鲁·克斯特 5月18日,2021年
礼貌:高压维护

不久以前,电话有一个特殊的用途:打电话。21世纪初,手机制造商利用新技术让用户不仅可以在任何地方打电话,还可以拍照、玩游戏、识别后院树木的种类、预报天气等等。现代智能手机应用程序的可能性可以延伸到想象所能到达的任何地方。

在智能手机革命期间,电气保护和控制系统技术也大大提升。随着微处理器的保护继电器的出现,现代继电器可以做得远远超过保护电路。他们现在可以对多种协议,系统监控,警报和自我报警,ARC闪存缓解,控制,时间延迟和遥控器操作,事件报告,增加安全等通信进行通信。

作为设施电气系统时代,生产需求不会放缓。厂房设施和维护人员被要求维护一个功能良好的电气系统,并最大限度地减少系统中断。虽然完全更换原始电配电开关板和开关设备是一种可能性,但所需的成本和中断时间与设施预算和生产需求不太好。完整替代品的替代方案是通过执行保护继电器升级项目来扩展现有开关设备的寿命和提高系统可靠性。

图1:保护继电器升级前后。礼貌:高压维护

图1:保护继电器升级前后。礼貌:高压维护

保护继电器升级项目

这些项目为整个电力系统提供了具有许多优点的微处理器继电器。即使在保护继电器已经被维护和完全功能的情况下,升级到现代继电器的好处可以证明费用是合理的。一旦做出了升级的决定,将其作为一个交钥匙工程来执行将带来许多好处。一个交钥匙继电器升级的工作流程可以分为几个不同的阶段:工程、采购、台架测试、安装、现场测试和启动。

考虑以下用例,同时牢记这些阶段适用于任何保护方案升级。

半导体制造设施正在经历与其开关控制系统的挑战。该设施有两个中压效用馈送。原始开关设备返回20世纪70年代,包含自动抛掷(ATO)控制方案,以操作主连动/主断路器,如果其中一个实用程序源丢失,则将电源保持在开关设备。复古ATO由控制继电器,电压继电器,定时器,电阻器,电容器和大量布线组成。该复古系统的零件现已过时,制造商不再支持,因此对系统的修复将困难和缓慢,导致延长且可能是无计划的中断(见图1)。

高压维护(HVM)团队进行了工程评估,以评估系统并向前进的道路提出建议。保护继电器是一个原始机电过电流中继风格,即使它们在整个年内得到了适当的维护,HVM开发了一种解决方案,即将与逻辑处理器结合使用的解决方案,以充当新的ATO控制系统。该设计利用了继电器内的通信,单独的中继元件功能和可配置的内部逻辑,以与单独的逻辑控制器一起工作以用作ATO。新继电器还接管了电路保护作用。

该项目作为交钥匙解决方案进行。作为具有全部产能的生产设施,运营需要最大停电36小时。为了满足此要求,该项目的阶段旨在考虑到这一停电要求。

工程。工程阶段通常包括数据收集、现场观察、测量、现有图纸的审查和现有系统功能的分析。一旦数据收集完成,工程工作就可以开始了。由于该系统不是一个完整的更换和现有的布线大部分是保留,原来的图纸是根据新的系统设计进行修改。最初的图纸只有纸质版,所以必须先在AutoCAD中重新绘制。一旦有了AutoCAD图纸的工作集,HVM创建了三套:分别用于拆卸、施工和安装。安装团队使用拆卸装置来移除新设计中不需要的设备、组件和电路。安装图纸显示了每个适用的项目,用不同的颜色标注了所需的操作。例如,要移除的设备或线路用绿色高亮显示,要重新放置的线路用紫色显示,而要保留的项目没有任何高亮显示。还能够向客户提供一套最终的施工图纸,以确保完成安装的适当文件和记录,如果未来需要修改。

采购和台阶测试。工程完成后,为该项目的更先进的电气元件实施了采购和台式测试。该阶段加入了保护继电器,面板/门预制和任何辅助部件,例如继电器测试开关,布线等,使系统能够完全正常工作。一旦完成预制面板/门修改,安装了面板/门安装设备以及设备的任何互连设备。然后下载继电器设置(由项目的工程阶段提供),并在编程设置上测试了继电器。拥有所有这项工作在客户设施中停机期间完成了异地保存了宝贵的时间。

图2:开发了一个功能测试计划,并根据该计划对完整的系统进行了测试,以确保正确的操作。礼貌:高压维护

图2:开发了一个功能测试计划,并根据该计划对完整的系统进行了测试,以确保正确的操作。礼貌:高压维护

现场安装,功能测试和启动。到达现场后,根据安装图纸完成现场安装所需的现场接线和组件。所有电线都在接线带上作了标记。然后完成现场安装的组件测试以及点对点的电缆检查。开发了一个功能测试计划,和完整的系统测试计划,以确保适当的操作(参见图2)。项目的最后阶段需要铅测试技术员现场验证逐步启动期间,下载先进继电器波形,设置事件参数,等等,所有内容都记录在期末项目报告中。

最终的想法

具有先进式中继的保护继电器升级项目提供了许多改善系统运行,可靠性和安全性的方式。这些继电器提供了增强的保护和控制功能,将旧基础设施带入21世纪并扩展电力系统设备生命周期。与一家公司提供完整交钥匙解决方案的公司也在整个项目中提供了一致的工程,具有现代测试,质量安装和彻底测试的预制,以确保功能齐全和良好的项目。适当的项目逐步使项目能够在有限的现场中断期间完成,并提供改进的设施可靠性和正常运行时间,从而节省了客户有价值的预算美元。


杰夫布里特和安德鲁克斯斯斯斯斯堡
作者生物:Jeff Brittain是高压维护(HVM)的中西部地区销售经理。自加密HVM以来,Brittain的重点是提高了批判性能客户的发电,传输和分配系统可靠性,正常运行时间和安全性。在他的职业生涯中,他在各种运营和销售角色工作,同时促进了符合客户需求和预算的可靠性维护方法。在业内拥有超过25年的时间,Brittain已经积累了对电力系统电气测试,维护和工程的巨大了解。Andrew Kaster,EE,PE,Neta IV,是在电气可靠性服务(ERS)的系统集成经理。克斯斯斯斯堡拥有超过15年的设计,测试和调试生成,传输和分配系统,从208 V到500 kV的设计,传输和分配系统。