Sytuacja wyjściowa i znaczenie dla organizacji
Sieć 6 kV zakładu koksowniczego jest zasilana przez trzy rozdzielnie główne, wyposażone w zabezpieczenia cyfrowe dwóch rodzin, zabudowane podczas kolejnych modernizacji obwodów wtórnych. Każda z tych modernizacji miała własną dokumentację i własne tabele nastaw, opracowane przez różnych wykonawców. Rozdzielnie mają automatykę samoczynnego załączania rezerwy, opisaną w osobnej dokumentacji.
Znaczenie dla zakładu wynika z technologii: koksownia pracuje w procesie ciągłym, a przerwa w zasilaniu baterii koksowniczych i instalacji towarzyszących oznacza ryzyko technologiczne i środowiskowe, nie tylko utratę produkcji. Zabezpieczenia muszą wyłączać zwarcie w miejscu jego wystąpienia, a SZR musi przełączać zasilanie szybko i tylko wtedy, gdy ma to sens.
Inwestor musiał mieć pod kontrolą spójność nastaw w skali całej sieci, potwierdzenie, że aparatura wytrzyma prądy zwarciowe przy obecnej konfiguracji, oraz uzgodnienie zmian z dozorem ruchu, który za tę sieć odpowiada na co dzień.
Najważniejsze wyzwanie
Dla decydenta ryzyko brzmiało: nastawy z kilku dokumentacji mogą być poprawne każda z osobna i niespójne razem. Skutkiem jest zbędne wyłączenie sekcji przy zwarciu w jednym polu albo, odwrotnie, zwarcie wyłączane z opóźnieniem, które niszczy aparaturę.
Technicznie selektywności nie da się ocenić polami. Trzeba policzyć prądy zwarciowe w całej sieci dla obowiązującego układu normalnego z połączeniami wewnętrznymi zakładu, a potem sprawdzić każdy stopień zabezpieczeń wobec stopnia poprzedniego i następnego. Do tego dochodzą dwie rodziny zabezpieczeń o różnych sposobach zapisu nastaw. Decyzja inżynierska: przeliczyć całość od schematu ideowego, sporządzić tabele nastaw dla każdej rozdzielni w formacie właściwym dla zabudowanych urządzeń i zestawić zmiany „przed i po”, żeby każdą zmianę dało się uzasadnić i wprowadzić bez domysłów.
Zakres odpowiedzialności OPA-LABOR
- Zinwentaryzowano istniejące tabele nastaw, dokumentacje modernizacji obwodów wtórnych i dokumentację automatyki SZR.
- Sporządzono schemat ideowy układu normalnego z uwzględnieniem połączeń wewnętrznych zakładu.
- Przyjęto założenia techniczne i wykonano obliczenia prądów zwarciowych w sieci 6 kV.
- Wykonano obliczenia sprawdzające dobór aparatury i nastaw osobno dla każdej z trzech rozdzielni.
- Opracowano tabele nastaw zabezpieczeń dla obu rodzin urządzeń oraz opis zmian nastaw.
- Przeanalizowano automatykę SZR rozdzielni głównych i możliwości optymalizacji jej pracy.
- Uzgodniono rozwiązania z dozorem ruchu koksowni.
- Udokumentowano całość w dwutomowym opracowaniu.
Rozwiązanie techniczne
Obliczenia zwarciowe i wytrzymałość aparatury
Punktem wyjścia był schemat ideowy układu normalnego, uwzględniający połączenia wewnętrzne zakładu, oraz przyjęte założenia techniczne. Na tej podstawie policzono prądy zwarciowe w rozdzielniach i sprawdzono wytrzymałość zwarciową zabudowanej aparatury. Stan przed: dobór aparatury potwierdzony w dokumentacjach z różnych lat, dla różnych konfiguracji sieci. Po: jedno sprawdzenie dla obecnej konfiguracji.
Koordynacja nastaw
Dla każdej rozdzielni wykonano obliczenia sprawdzające nastawy i sporządzono tabele nastaw w układzie odpowiadającym rodzinie zabezpieczeń zabudowanej w polach. Zmiany zestawiono jako tabele nastaw obowiązujących przed wykonaniem zmian i po nich, z opisem każdej zmiany. Funkcja po zmianie: zabezpieczenia w kolejnych stopniach sieci są zestopniowane czasowo i prądowo w skali całego zakładu, a nie tylko w obrębie jednej rozdzielni.
Automatyka SZR
Istniejącą automatykę SZR rozdzielni głównych przeanalizowano na podstawie jej dokumentacji i uzgodnień z dozorem ruchu, wskazując możliwości optymalizacji pracy układu rezerwowania. Zakres ograniczono do analizy i zaleceń; opracowanie nie ingeruje w rozdzielnice.
Testy, uruchomienie i odbiór
Opracowanie ma charakter analityczny. Jego weryfikacja polegała na obliczeniach sprawdzających dla każdej rozdzielni oraz na uzgodnieniach z dozorem ruchu zakładu, wpisanych do dokumentów związanych. Rezultatem są tabele nastaw gotowe do wprowadzenia w zabezpieczeniach oraz opis zmian umożliwiający ich odbiór.
Uzyskany stan i wartość
| Dowód techniczny | Znaczenie dla organizacji |
|---|---|
| Obliczenia sprawdzające dobór aparatury i nastaw wykonano osobno dla każdej z trzech rozdzielni, z tabelami nastaw dla obu rodzin zabezpieczeń cyfrowych zabudowanych w polach. | Utrzymanie ruchu ma jeden spójny dokument nastaw zamiast tabel z kilku modernizacji, sporządzanych przez różnych wykonawców. |
| Nastawy przeliczono dla całej sieci, a nie dla pojedynczych pól, i zestawiono w formie „obowiązujące przed” i „po zmianie”, z opisem każdej zmiany. | Selektywność można ocenić tylko w skali sieci; zakład dostał listę konkretnych zmian do wprowadzenia, nie ogólne zalecenie. |
| Sprawdzono wytrzymałość zwarciową aparatury rozdzielni wobec obliczonych prądów zwarciowych. | Wiadomo, czy istniejąca aparatura wytrzyma zwarcie przy obecnej konfiguracji sieci, zanim zdecyduje o tym awaria. |
| Przeanalizowano automatykę SZR rozdzielni głównych wraz z możliwościami optymalizacji jej działania, na podstawie istniejącej dokumentacji SZR i uzgodnień z dozorem ruchu. | Rezerwowanie zasilania przy zaniku napięcia działa według sprawdzonej logiki, uzgodnionej z ludźmi, którzy prowadzą ruch koksowni. |
Po wykonaniu analizy zakład ma skoordynowane nastawy w trzech rozdzielniach, potwierdzenie wytrzymałości zwarciowej aparatury i wskazania do optymalizacji automatyki SZR. Dla dozoru ruchu oznacza to, że zwarcie w jednym polu wyłącza to pole, a nie sekcję, i że rezerwowanie zasilania zadziała tak, jak zapisano w tabelach, bez wymiany rozdzielnic.
Nastawy zabezpieczeń w Twojej sieci 6 kV pochodzą z kilku modernizacji?
Prześlij schemat sieci, obowiązujące tabele nastaw i dokumentację automatyki SZR. Zweryfikujemy selektywność w skali całej sieci, wytrzymałość zwarciową aparatury i to, czy SZR zadziała w stanach, dla których go zaprojektowano.
Prześlij tabele nastaw →