Door: Astrolkwx Toenemende kracht van maritieme power systems vereist up-to-date storingsbeveiliging
Moderne energiesystemen voor maritieme en offshore-toepassingen worden steeds groter en krachtiger. Fabrikanten van deze systemen staan voor verschillende uitdagingen, zoals hoge systeemvermogens, interconnectie van meerdere bussen om gesloten bus- of ringsystemen te vormen en het omgaan met hoge-capaciteit energieopslagsystemen. Ultrasnelle solid-state breakers vormen de sleutel naar een up-to-date storingsbeveiliging.
De traditionele manier om het vermogen van een systeem te vergroten is het verhogen van de systeemspanning (690 V, 3,3 kV, 6,6 kV, 11 kV,…). Daarmee worden de capaciteitsbeperkingen van de bus, bekabeling en breakers opgelost. De huidige trend is om meer vermogenscapaciteit met elkaar te verbinden door stroombronnen toe te voegen, onder andere door systemen parallel te laten draaien met behoud van een lagere systeemspanning. Dit heeft tot op zekere hoogte de voorkeur boven andere opties vanwege beschikbaarheid van power electronics drives en energie-opslagsystemen (ESS’s) van de vereiste capaciteit.
De afgelopen jaren zijn power systems die geen transformatoren gebruiken populair geworden in maritieme toepassingen, vanwege hun compacte formaat en beperkt gewicht. Technische ruimte op schepen is kostbaar omdat deze ten koste gaat van de laad- of passagiersruimte. Een belangrijke uitdaging bij deze systemen is de hoge ‘prospective short current’, de maximale stroom die bij een kortsluiting zal vloeien. De beschikbaarheid van traditionele, mechanische DC-breakers met een capaciteit van 800-1.000 V in het bereik van 30-50 kA (of hoger bij lagere spanningen) is zeer beperkt, terwijl potentiële systeemfoutniveaus meestal hoger dan 100 kA zijn. Zonder zekeringen of solid-state breakers is het bijna onmogelijk om de vereiste beveiliging tegen kortsluiting te realiseren.
Gesloten-bus- of ringsystemen
Het gebruik van multibus-interconnectie om gesloten-bus- of ringsystemen te vormen, zorgt voor een grotere energie-efficiëntie in het systeem. Het aantal in gebruik zijnde verbrandingsgeneratoren kan immers elk moment worden geminimaliseerd, met behoud van systeemintegriteit en bescherming tegen fouten. Gesloten-bus systemen moeten snelle foutisolatie en een snel systeemherstel mogelijk maken om een fouttolerant systeem te realiseren.
Een belangrijk kenmerk van een onderling verbonden gesloten-bussysteem, met een goede afscherming tegen fouten en storingen, is volledige of gedeeltelijke selectiviteit zodat het systeem de beveiligings-devices coördineert. Deze beschermingsmethoden zijn relatief eenvoudig te bereiken met AC-systemen. Een breed scala aan soorten en merken van beveiligingsrelais is beschikbaar: differentiële beveiliging van busbar, transformator en kabelzones, vlamboogbeveiliging van schakelpanelen, zone- en tijdgerichte beveiliging, in verschillende combinaties. Lees verder..
