Sollten Sie feste oder ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlagen wählen?

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Anonim

Feste oder ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlage?

Wie kann man bei der Auswahl einer neuen Ausrüstung für Umspannwerke die richtige Wahl zwischen festen oder ausfahrbaren Mittelspannungsschaltanlagen treffen? Das folgende Bewertungsverfahren sollte durchgeführt werden: Finden Sie heraus, wie wichtig die zusätzlichen Aspekte sind.

Sollten Sie feste oder ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlagen wählen? (auf dem Foto: Eatons Power Xpert UX ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlage bei Tata Steel)

Wichten Sie die finanziellen Auswirkungen ab und vergleichen Sie diese mit den zusätzlichen Gesamtkosten für ein ausfahrbares System.

Wenn keiner der zusätzlichen Aspekte wichtig ist (zusätzlicher finanzieller Wert mindestens), wird der Saldo zu einer festen Ausführung gekippt . Aber wenn einer oder mehrere der zusätzlichen Aspekte ausreichend sind, könnte es sein, dass ein ausfahrbares System vorzuziehen ist.

Zusätzliche Aspekte, die die Entscheidung beeinflussen

Bei der Bewertung der Kosten vor dem Kauf einer neuen Mittelspannungsschaltanlage gibt es wenige sehr wichtige Aspekte, die die endgültige Entscheidung beeinflussen sollten. Am Ende dieses Artikels wollen wir die letzten Gedanken zu diesem wichtigen Thema teilen.

Feste und ausziehbare Kabine

Diese Aspekte sind weniger leicht zu bestimmen, da es sich nicht einfach um Ja- oder Nein-Entscheidungen handelt. Wichtige Aspekte wie:

  1. Bedienungsfreundlichkeit
  2. Risikoreduzierung
  3. Visuelle Trennung, um das Risiko zu reduzieren
  4. Erfahrene Betreiber
  5. Standortkultur
  6. Instandhaltung
  7. Prozesskontrolle und
  8. Umgebung

1. Bedienungsfreundlichkeit

Mittelspannungsschaltanlagen sollten eine benutzerfreundliche Schnittstelle haben . Es sollte klar, einfach, reibungslos zu bedienen und gut aussehen. Obwohl die Betreiber dies nicht direkt als einen wichtigen Faktor erwähnen, wird es sicherlich auf einem weniger guten Gewissen bewertet werden.

Am wichtigsten ist, dass der Betrieb der Schaltanlage das Schaltprotokoll erlaubt, das an der Stelle verwendet wird, an der es installiert wird. Zum Beispiel - einige Standorte erlauben nur eine Kabelspannungsprüfung an einer Installation mit einer geschlossenen Tür.

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2. Risikominderung

Sicherheit reduziert das Risiko auf ein akzeptables Maß. Die Risiken von Mittelspannungsschaltanlagen werden nur zum Teil reduziert, indem eine Schaltanlage gefordert wird, die allen relevanten IEC-Normen entspricht, die unter Designsicherheit erwähnt sind. Diese IEC-Anforderungen stellen sicher, dass die Schaltanlage in ihrer Konstruktion sicher ist, aber ein Teil des Risikos tritt während des Einsatzes der Schaltanlage auf.

Der Benutzer muss geeignete Maßnahmen ergreifen, um das Risiko auf das Niveau zu reduzieren, das er benötigt - durch geeignete Ausbildung und Anwendung eines ordnungsgemäßen Arbeitsprotokolls .

Wie in Abbildung 1 unten angegeben.

Abbildung 1 - Risikoverminderung bei Mittelspannungsschaltanlagen

Um die Risiken auf ein vertretbares Maß reduzieren zu können, muss die Schaltanlage allen weiteren Sicherheitsanforderungen gerecht werden. Diese zusätzlichen Anforderungen können je nach Situation unterschiedlich sein.

Eine dieser risikomindernden Maßnahmen kann die Anforderung sein, einen Schalter mit geschlossener Tür einsetzen und herausziehen zu können . Ein relevanter Bedarf, da beim Einlegen des Leistungsschalters Unfälle aufgetreten sind. Leider weisen die unter Designsicherheit genannten IEC-Normen nur darauf hin, dass die "Überführung von ausfahrbaren Teilen" das Schutzniveau nicht reduzieren sollte.

Ein eindeutiger Test für diese Situation ist jedoch nicht erforderlich. Einige Mittelspannungsschaltanlagen bieten sogar die Möglichkeit, den Leistungsschalter über eine fernbediente Anlage zu manövrieren .

Eine weitere risikoreduzierende Maßnahme kann die Forderung sein, die Kabelerdung einfach und sicher durchführen zu können. Die Möglichkeiten, die Risiken auf ein akzeptables Maß zu reduzieren, müssen unter Berücksichtigung der verfügbaren Organisation evaluiert werden.

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3. Optische Trennung, um das Risiko zu reduzieren

Einige Benutzer benötigen eine visuelle Trennung, um das Risiko zu reduzieren . Der Hauptvorteil eines ausfahrbaren Systems besteht darin, dass eine deutliche optische Trennung der Schalteinrichtung realisiert werden kann.

An einigen Standorten ist es erforderlich , den Leistungsschalter zu entfernen, die Tür zu schließen und zu verriegeln, bevor eine mechanische Wartung der nachgeschalteten Ausrüstung durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann der mechanisch geschulte Wartungsarbeiter seine eigene Sicherheit kontrollieren.

Früher gab es Konfigurationen mit einem ausfahrbaren Schalter und zwei Positionen, um ihn zu verbinden. Als Alternative zum Ausschalten des einen und des anderen Schalters. Der gesamte Brecher wurde von einer Position zur anderen bewegt. Zum Beispiel um zwischen zwei Lieferungen zu wählen.

Diese Praxis versicherte eine sichere Verriegelung und es gespartes Geld.

Die Verringerung des Risikos durch Verwendung eines ausfahrbaren Systems zur visuellen Trennung ist ein Widerspruch. Es ist visuell klar, dass die
Nachgeschaltete Geräte sind spannungsfrei, wenn der Leistungsschalter aus dem System entfernt wird.

Aber der Akt der visuellen Trennung hat das Risiko erhöht?

Sicherlich durch den Betrieb eines Trennschalters in einer festen Ausführung verglichen. IEC-Normen definieren, wie unter Designsicherheit erwähnt, keine "visuelle Trennung", aber es ist klar, dass eine ausfallsichere Anzeige des Status von Schaltgeräten gegeben wird. Wie ein Trennschalter, der in einer festen Ausführung verwendet wird.

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4. Erfahrener Bediener

Es gibt einen Kulturwandel, bei dem die Betreiber von Mittelspannungsschaltanlagen von spezialisierten Schaltanlagenbetreibern zu Allround-Problemlösern wechseln. Bis vor 20-30 Jahren war der Betreiber einer Mittelspannungsschaltanlage ein ausgebildeter Fachbetrieb. Diese einzige Aufgabe des Betreibers bestand darin, die Schaltvorgänge von "seinem" Netzwerk durchzuführen.

Viele Organisationen verlangen nun von den Betreibern, dass sie auch Nicht-Bediener-Aufgaben ausführen . Auch Nicht-Betreiber werden aufgefordert, die Pflichten des Betreibers zu erfüllen.

Das Design moderner Schaltanlagen ist nicht mehr "bedienersensibel" und erfordert weniger Geschicklichkeit, um sicher betrieben zu werden. Die erhöhte Anzahl von Operationen durch weniger qualifizierte Bediener erfordert, dass die "Leichtigkeit des Betriebs" unter Berücksichtigung der verfügbaren Einsatzkräfte bewertet werden muss.

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5. Standortkultur

Jede Produktionsstätte oder Firma hat eine eigene Standortkultur. Oft eine Bündelung von Wissen, Erfahrung und Best-Practice für den jeweiligen Einsatz. Obwohl diese Standortkultur von Standort zu Standort unterschiedlich ist, gibt es einige Ähnlichkeiten mit Standorten in der Petrochemie:

Niederspannungs-Motorsteuerzentralen haben ausfahrbare Motoranläufe und Hochspannungsanlagen basieren auf festen Leistungsschaltern.

Mittelspannung ist weniger streng. Oft sind Standorte für ausfahrbare Installationen standardisiert, aber wenn gasgefüllte Installationen verwendet werden, ist es voll akzeptiert, einen fest montierten Leistungsschalter zu verwenden. Aber andere Standorte entscheiden sich nur für ausfahrbare Schalter. Es ist eine Bewertung zwischen Zuverlässigkeit und schnellem Zugriff für die Wartung.

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6. Wartung der Mittelspannungsschaltanlage

Leistungsschalter sind mechanische Geräte, sie werden versagen . Es ist wichtig zu wissen, wann sie scheitern werden . Der am meisten bevorzugte Moment des Versagens der Mittelspannungsschaltanlage ist nach ihrer erwarteten Lebensdauer. Aber in den Fällen, in denen das Versagen in der Lebensdauer erwartet wird, ist eine vorbeugende Wartung erforderlich.

Um Wartungsarbeiten durchführen zu können, muss der betroffene Leistungsschalter von der Stromversorgung getrennt werden. Die steigende Nachfrage nach der Verfügbarkeit des Angebots macht es schwer, einen geplanten Ausfall zu organisieren. Mit einem ausfahrbaren System ist es möglich, die Wartung eines Leistungsschalters mit minimaler Auswirkung auf die gesamte Schaltanlage durchzuführen.

Um die Vorteile dieser Vorgehensweise zu maximieren, müssen sich alle Teile, die gewartet werden müssen, auf dem abnehmbaren Teil befinden, einschließlich solcher, die wahrscheinlich ausfallen.

Einige ausfahrbare Schaltgeräte haben nur einen ausfahrbaren Schalter und lassen andere Teile zurück, wie: Spannungswandler, Stromwandler, Schutzrelais, Erdungsvorrichtungen usw.

Zur Wartung am feststehenden Teil der Hauptkontakte muss die ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlage spannungslos sein. Ähnlich wie bei einem Trennschalter an festen Mittelspannungsschaltanlagen.

Erforderliche Trennfrequenz

Ein anderer zu berücksichtigender Wartungspunkt ist die erforderliche Trennfrequenz, wie oft wird die isolierte Situation benötigt. Die zulässige Anzahl von Manövern eines ausfahrbaren Leistungsschalters ist wesentlich geringer als die zulässige Anzahl von Öffnen und Schließen eines Trennschalters in der festen Ausführung.

Tabelle 1 zeigt die Notwendigkeit, die gesamte Mittelspannungsschaltanlage bei Wartungsarbeiten abzuschalten. Sowohl für feste als auch für ausfahrbare Ausführungen.

Tabelle 1 - Notwendigkeit der Abschaltung der Mittelspannungsschaltanlage bei Wartungsarbeiten

Wartungsaktivität
Inspektion / Ersetzen auf
FestAusziehbar
Sammelschienegesamtgesamt
Herausnehmbare HauptkontakteN / Agesamt
TrennschaltergesamtN / A
Unterbrecherinsgesamt (*)nicht
Erdungsschaltergesamtnicht
FensterlädenN / Agesamt
SegelflugzeugeN / Agesamt
Mechanische Verriegelungen am festen Teilgesamtgesamt
Mechanische Verriegelungen am ausfahrbaren TeilN / Agesamt

* Einige intelligente Lösungen bieten die Möglichkeit, Leistungsschalter ohne Spannungsfreischaltung zu wechseln.

Beim Vergleich von "fest" mit "ausfahrbar" werden die (noch) obligatorische Wartung und die Ausfallzeit dazu führen, dass die Anforderungen gegenüber den Vorteilen abgewogen werden, wenn die Ausfallzeit reduziert werden kann.

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7. Prozesskontrolle

Die Systeme der Erdöl- und Chemieindustrie werden durch eine zentrale Prozesskontrolle gesteuert . Die zentrale Prozesssteuerung ist mit allen Geräten im Prozess verbunden und in vielen Fällen muss auch die Mittelspannungsschaltanlage daran angeschlossen werden.

Die Kosten für die zentrale Prozesssteuerung hängen normalerweise von der Anzahl der E / A-Punkte ab . Die Anzahl der E / A-Punkte bestimmt die benötigte Hardware. Und die Anzahl der E / A-Punkte legt die Anzahl der Programmierstunden fest
anwendbar.

Die zentrale Aufgabe der zentralen Prozesssteuerung ist die Steuerung des Prozesses und benötigt nur grundlegende Informationen von der Mittelspannungsschaltanlage. Informationen wie Status: ein, aus, isoliert, geerdet, Test, zurückgezogen und Fehler.

Manchmal sind sogar Messungen erforderlich, um die Belastung anzuzeigen. Ausziehbare Systeme haben mehr Schaltzustände, die an die zentralisierte Prozesssteuerung übermittelt werden können, und daher kann die Anzahl der E / A-Punkte höher sein. Fest installierte Schaltanlagen haben weniger Schaltzustände und daher weniger Anschluss an eine zentrale Prozesssteuerung. Vielleicht nicht die wichtigste Überlegung, aber sicherlich ein Aspekt, der unerwartet teuer sein kann.

Andererseits stellt eine ausfahrbare Schaltvorrichtung eine Testposition bereit, die es der zentralisierten Prozesssteuerung ermöglicht, den Schalter außerhalb der Schaltanlage zu betreiben. Bietet die Möglichkeit, alle Signale zu testen, ohne den Energiefluss auf der Baustelle zu beeinträchtigen.

Wahrscheinlich ist dies nur ein Vorteil beim Start eines neuen Systems !

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8. Umwelt

Benutzer müssen zunehmend die Umweltauswirkungen von Geräten berücksichtigen, sowohl während der Herstellung und des Betriebs als auch nach deren Lebensdauer. In Bezug auf das Design einer Mittelspannungsschaltanlage gilt die Vision "die geringste Anzahl von Komponenten, desto besser".

Weil jedes Teil hergestellt werden muss und sich somit auf die Umwelt auswirkt. Außerdem die Materialien
verwendet werden, müssen sorgfältig ausgewählt werden. Sie müssen für Mensch und Umwelt sicher sein - nicht nur während der Nutzung, sondern auch am Ende der Lebensdauer ! Damit sie am Ende ihres Lebens problemlos vollständig recycelt werden können.

Ein weiterer Umweltaspekt sind die Energieverluste in der Mittelspannungsschaltanlage selbst .

Die primären Umschaltstellen sind hauptsächlich für die Energieverluste in der Mittelspannungsschaltanlage selbst verantwortlich. Ein Entwurf, der primäre Umschaltpunkte mit optimalen Oberflächenkontakten verwendet, reduziert die Energieverluste über diese Punkte.

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Abschließende Gedanken

Die Titelfrage lautete: Ausziehbare Schaltanlage in Vergangenheit oder Zukunft? Die Antwort ist klar, dass die Notwendigkeit für ausfahrbare Systeme immer noch da ist. Zurückziehbare Mittelspannungsschaltgeräte und feste Mittelspannungsschaltgeräte haben beide ihre Anwendungsmöglichkeiten.

Daher haben alle großen Schaltanlagenhersteller beide Ausführungen !

Innerhalb der Erdöl- und Chemieindustrie wird davon ausgegangen, dass die ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlage leichter gewartet und repariert werden kann. Im Gegenzug kann dies zu geringeren Ausfallzeiten führen.

Aktuelle Mittelspannungsschalter erfordern jedoch weniger Wartung und sind weniger anfällig für Fehler. Lohnt es sich außerdem, einer Schaltanlage zusätzliche Teile hinzuzufügen, um sie ausziehbar zu machen?

Viele Benutzer von ausfahrbaren Mittelspannungsschaltanlagen weisen darauf hin, dass dies für die persönliche Sicherheit erforderlich ist. Visuelle Trennung für die Wartung von nachgeschalteten Geräten. Ist ein ausfahrbarer Brechwagen der beste (sicherste) Weg, um eine Trennung zu visualisieren?

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Referenz // feste oder ausfahrbare Mittelspannungsschaltanlage? - EATON (Martijn Imming, Herrie Engbersen)

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