Learn how Mangan determines the optimal arc flash mitigation method for each project using ETAP

ETAP ist sehr leistungsstark. Viele Maßnahmen zur Minderung von Lichtbogenblitzen können intelligent in das ETAP-Modell integriert werden, sodass wir bei der Durchführung der Studie realistischere Ergebnisse der Lichtbogenblitzstudie erhalten.
Jiaji Hu, PE, Ingenieursspezialist bei Mangan Inc.

Um den vielfältigen Anforderungen seiner Kunden besser gerecht zu werden, wollte Mangan herausfinden, wie realistische Studienergebnisse erzielt werden können, die den sicheren Start von Elektromotoren gewährleisten. Für die Studie nutzten sie eine Raffinerie und bewerteten, welcher Ansatz unter den vielen derzeit verfügbaren Methoden zur Analyse der Lichtbogenenergie am effektivsten, praktischsten und durchführbarsten ist. Eines der Szenarien beinhaltete die Einführung eines Fehlerstrombegrenzers (FCL) als zusätzliche hohe Impedanz, um hohe Fehlerströme auf ein akzeptables Niveau zu begrenzen. Durch Hinzufügen des FCL-Geräts zum System wird die Ausrüstung vor Kurzschlüssen geschützt und das Risiko von Lichtbogenvorfällen verringert.

Mangan Inc. ist ein Unternehmen für Ingenieur- und Automatisierungsdienstleistungen mit Standorten in mehreren Bundesstaaten der USA. Sein Team aus hochqualifizierten Elektro-, Maschinenbau- und Steuerungsingenieuren sowie Branchenexperten entwickelt und integriert Lösungen, die den komplexen Anforderungen seiner Kunden weltweit gerecht werden. Seine Experten und Ingenieure für funktionale Sicherheit verfügen über jahrzehntelange Erfahrung und liefern die wahre Stärke eines Lebenszyklusansatzes für funktionale Sicherheit.

Location: Long Beach, Kalifornien, Vereinigte Staaten

Year: 2024

Ziel und Methoden

  • Bestimmen Sie die beste Methode zur Untersuchung der Sicherheit des Startens eines Elektromotors (600 kW, 2,4 kV), der an ein bestehendes Stromnetz angeschlossen ist
  • Erstellen Sie eine Machbarkeitsstudie mit Schwerpunkt auf den spezifischen Bedingungen des Kunden für normale, parallele und einseitige Motorstartkonfigurationen, insbesondere im Hinblick auf Lichtbogenüberschläge
  • Untersuchen Sie Stromlastanalysen, Kurzschlussanalysen und Lichtbogenanalysen auf die effizienteste und kostengünstigste Weise
  • Identifizieren Sie die optimale Hardware, um den Motor an das vorhandene Netz anzuschließen und einen sicheren Start zu gewährleisten
  • Berücksichtigen Sie die Wahrscheinlichkeit und Vorhersage von Ereignissen im Zusammenhang mit der hohen Lichtbogenenergie

Verwendete Produkte

  • ETAP Power Simulator um eine Simulation des Netzwerks zu erstellen und eine Lastfluss-, Kurzschluss- und Motorbeschleunigungsanalyse durchzuführen
  • ETAP Arc Flash Analysis zur Durchführung von Arc Flash-Analysen und zur automatischen Auswertung der einfallenden Energie

Was wir geliefert haben

  • Einfache Handhabung und Zuverlässigkeit bei der Berechnung und dem Vergleich verschiedener Szenarien
  • Einhaltung aller erforderlichen elektrischen Normen für den Motorschutz, die in der Konstruktion und den Berechnungen berücksichtigt sind
  • Flexibilität bei der Anpassung, um die individuellen Anforderungen des Kunden in die Studie einzubeziehen

    Ergebnisse

    Präzise Lichtbogenanalyse

    • Ein digitales Modell des bestehenden Stromnetzes wurde schnell mit Transformatoren, Motoren, Sammelschienen und Filtern erstellt, einschließlich eines 2,4-kV-Umspannwerks mit Drosselspulen und Fehlerstrombegrenzer-Konfiguration
    • Durch den Austausch der elektrischen Ausrüstung im digitalen Modell wurden verschiedene Schutzszenarien bewertet, darunter ein Fehlerstrombegrenzer zum Schutz der Ausrüstung vor Kurzschlüssen und zur Verringerung des Risikos von Lichtbogenvorfällen.
    • Die Analyse von Kurzschlüssen, Lichtbögen, Spannungsabfall und Leistungslastfluss wurde direkt im Modell ausgewertet.
    • Für diesen Untersuchungsfall wurde die optimale Methode zur Lichtbogenminderung ermittelt

    Die wichtigste Erkenntnis hier ist, dass ein sicherer Motorbetrieb zusammen mit Lichtbogenschutz eine durchdachte Systemkonstruktion erfordert.
    Aditya Kale, Elektroingenieur bei Mangan Inc.



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    Learn How to Choose the Best Arc Flash Mitigation Method with ETAP for Real-World Applications

    Learn How to Choose the Best Arc Flash Mitigation Method with ETAP for Real-World Applications

    Multiple arc flash incident energy mitigation methods are available, but how does an engineer know which is best for their client? This presentation identifies an approach to follow to pick the method, considering effectiveness, practicality, feasibility, and overall best option for realistic study results. With extensive experience with arc flash studies for many clients of all sizes, Mangan provides a real world demonstration of a project for a refinery client. The interplay between motor starting and arc flash analysis was evaluated, and mitigation recommendations were customized for the system. The challenges encountered during mitigation are identified, and the proposed solution is analyzed using ETAP Load Flow, Short Circuit, Arc Flash and Motor Acceleration Analysis. Safe motor operation, safe motor starting and arc flash protection are provided through customized mitigation methods and thoughtful system design.


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