UPS er for Industri & Offshore

Transkript

1 UPS er for Industri & Offshore Tilleggskrav utover standard UPS-krav IFEA Kurs UPS-løsninger Bruk, oppbygging Protection og selektivitet notice 12. / Copyright & 13. juni notice 2012

2 Introduksjon Petroleumsindustrien offshore/onshore, og en del landbasert industri stiller krav om flere funksjoner og overvåkinger enn det en standard UPS tilbyr. Denne bransjen har stor fokus på sikker og pålitelig strømforsyning i alle driftsituasjoner. UPS forsyner ofte kontrollsystemer for produksjonen. Store økonomiske konsekvenser ved utfall av UPS og dermed stans i produksjon I tillegg har bransjen stor fokus på HMS. Sikker betjening og vedlikehold av UPS og batterier er viktig for personsikkerheten. Flere UPS-leverandører har Industri -UPS. Graden av industri -tilpasning varierer mye. Page 2

3 Typisk krav til systemoppbygging Redundant single drift (f.eks Norsok E-001) Krav i Norsok E-001 Electrical Systems og de fleste oljeselskapers UPS-spesifikasjoner. 100% 100% Redundans i alle UPSkomponenter og kabling ned til hver forbruker. Batteri 100% Kommuni- kasjon Batteri 100% Bus-tie mellom A og B fordeling gir fleksibelt system for service, vedlikehold, ombygginger osv. 50% last 50% last Page 3

4 Normaltavle Nød /Hovedtavle Full redundans fra nettmating ned til forbrukere Nettforsyning Bypass Last Bypass Last Page 4

5 Stort sett krav til IT nettsystem For maksimal lastsikkerhet UPS systemet forsyner energi til kritiske forbrukere Tap av kraftforsyning kan ha fatale konsekvenser for materialer/produksjon, kostnader eller liv og helse Heller en jordfeil enn tap av kraftforsyning IT-nett gir fremdeles forsyning til forbrukere ved første jordfeil TN-nett gir utfall av hele systemet (1 fase UPS) eller fasefeil (3 fase UPS) ved jordfeil Lav resistans gir store strømmer mellom fase og jord. Gir automatisk utløsning av fordelingssikringer Standard UPS systemer er stort sett forberedt for TN nett. Bruk industri-ups forberedt for IT-nett Eller standard UPS med skilletransformatorer foran og bak UPS som lager IT-nett Page 5

6 Isolasjonsovervåking (jordfeil) DC Jordfeilovervåking av batterikrets. Innebygd i UPS Eller tilleggsutstyr nettforsyning Bypass Nettforsyning AC Isolasjonsovervåking av UPS utgang På samleskinne (felles for alle avganger) De fleste krever individuell isolasjonsovervåking av hver enkelt sikringsavgang i UPS hovedfordeling. Enkelte krever også overvåking av alle kurser i UPS underfordelinger i tillegg. Batteri Vekselretter Statisk bypass bryter Manuell bypassbryter/ Service bypass DC kondensator Bender isolasjonsovervåking Last Page 6

7 Maksimal lastsikkerhet Galvanisk skille Skilletransformator på likeretter inngang og Bypass Galvanisk skille Spenningstilpasning til matenettet Stort sett annen spenning enn 400V nettmating typisk 690V offshore Eksterne tilpasningstransformatorer for standard UPS Skilletransformator på vekselretter utgang Batteri Bypass nettforsyning Nettforsyning DC kondensator Vekselretter Galvanisk skille i alle driftsituasjoner Mellom likeretter nett og last Mellom bypass nett og last Mellom batteri og likeretternett og mellom batteri og last Statisk bypass bryter Manuell bypassbryter/ Service bypass Last Page 7

8 Kontroll på batteriets tilstand essensiell Krav til batteri kapasitetstest Krav om virkelig utladetest av batteriet, ikke en delvis test. Uavhengig av tilkoblet last Ingen eksterne lastbanker Lavere vedlikeholdskostnader Personsikkerhet nettforsyning Bypass Nettforsyning Foretrukket funksjon der batterienergien mates tilbake til matenettet. Batteri Vekselretter DC kondensator Standard UPSer har begrenset mulighet for batteri utladetest. Vanligvis en light utladetest via tilkoblet last Statisk bypass bryter Manuell bypassbryter/ Service bypass Last Page 8

9 Batteribryter ESD og Black start Batteribryter Plassering i UPS, eksternt i veggskap eller EExde nettforsyning Bypass Nettforsyning Ekstern tripping av batteribryter Med ESD (Emergency shut down) trip Med umiddelbar tripp Med timer for trip startet fra kontrollrom Trip override funksjon Kundespesifikk trippfilosofi Blackstart/Cold start Start av UPS vekselretter med energi kun fra batteri Lader opp DC-kondensatorer før batteribryter legges inn Batteri Vekselretter Statisk bypass bryter Manuell bypassbryter/ Service bypass Last DC kondensator Page 9

10 Selektivitet i UPS-fordeling Stor fokus på riktig selektivitet i hele anlegget ned til forbrukere Norsok E-001: Krav til UPS-fordelinger: Selection and coordination of protection devices shall ensure selectivity in all modes of operations. Krav til riktig selektivitet både i bypassdrift og vekselretterdrift. Kan være vanskelig å oppnå spesielt med seriekoblede vern (underfordelinger). Hvis bypassnett er tilgjengelig Lasten kobles over til bypass ved lastkortslutning og bypass leverer strøm for å løse ut aktuelt vern. Hvis bypassnett ikke er tilgjengelig Vekselretter leverer kortslutningsstrømmen i tilfelle lastkortslutning. Kortslutningsstrøm fra vekselretter er betydelig lavere enn strøm tilgjengelig fra bypass. Viktig med UPS med høy kortslutningsstrøm fra vekselretter alternativt kan man måtte gå opp med UPS-ytelsen Page 10

11 Selektivitet i UPS-fordeling Bypassikring (2x160A NA) Vekselretter Ik MCB 63A C MCCB 100A Page 11

12 Andre typiske tilleggskrav til offshore/industri UPS Ofte foretrukket 1-fase UPS, også ytelser >100kVA Ofte kun 1-fase laster Slipper å fordele lastene over tre faser, slipper skjevlast Større kortslutningsstrøm Foretrekkes Selvkjølte UPS (uten vifter) Hvis vifter skal de være redundante Vifter trenger å skiftes hvert 4 6 år Forhøyet beskyttelsesgrad (IP31, IP22, IP32) Dryppbeskyttelse Beskyttelse mot berøring/inntrenging (HMS) Referansemerking av ledninger Riktig ledning på riktig plass ved frakobling av ledninger Prosjekttilpasset dokumentasjon Omfang, rammer, frontsider, godkjenning stor kostnad Page 12

13 Batteri Det kreves batteri med lang levetid; Friventilert blybatteri eller ventilregulert blybatteri med min års designlevetid. NiCd batteri med >20 års levetid Utvidede designkriterier offshore Designtemperatur 5 o C Tilleggsfaktor ca 1,25 Levere 100% også på slutten av levetiden Eldingsfaktor 1,25 (Gjelder også på land) Skal levere nødvendig energi når batteriet er 90% ladet tilleggsfaktor på 1,11 Gir et batteri som er 100% x 1,25 x 1,25 x 1,11 = ca 173% Kan være utfordring mht tilgjengelig plass. Krav til mer robuste og dyrere - stativer offshore som tåler krenging. HMS Krav til løfteutstyr? Grense 25 kg Page 13

14 Takk for oppmerksomheten! Heidi Rø Siemens AS Energy Sector Oil & Gas Solutions Power Electronics Centre Bratsbergvn Trondheim Telefon: heidi.roe@siemens.com Protection notice / Copyright notice