Petrol ve Gaz KGK: Enstrümantasyon Beslemesi

Petrol ve gaz KGK'sının gerçekte ayakta tutması gereken yükler

İşe şalt panosundan değil yük listesinden başlayın. Bir üretim veya rafinaj tesisinde kesintiye uğramaması gereken beslemeler çoğunlukla küçüktür ve çoğunlukla prosesin kendisi değildir: dağıtık kontrol sistemi panoları ile yanlarındaki acil durdurma ve emniyet enstrümantasyonu; bunları besleyen saha enstrümantasyon devreleri; gaz algılama; ölçüm ve katodik koruma; insansız sahalardaki telemetri ve SCADA; açık denizdeki seyir ve ikaz lambaları; bir durdurma komutunun harekete dönüştüğü selenoidler ve aktüatörler; ve insanların tesisi terk etmesini sağlayan acil aydınlatma.

ENCLOVE'un sektöre ilişkin kendi anlatımı bunu açıkça koyar: enerji; gören, ölçen, haberleşen ve yanıt veren sistemleri destekler. Duran bir pompa üretim kaybıdır ve genellikle yeniden devreye alınabilecek bir yüktür. Duran bir kontrol sistemi ise enstrüman okumaları olmadan, alarmlar olmadan ve kendisini düzenli biçimde durdurma imkânı olmadan çalışan bir tesis demektir. Bu, kökeninde güç sistemi bulunan bir proses emniyeti olayıdır; sıradan bir kesinti değil.

Bundan iki sonuç çıkar. Kritik yük, tesisin bütününe kıyasla küçüktür; dolayısıyla onu eksiksiz korumak ucuzdur. Ve değeri asimetriktir: enstrüman beslemesinde bir saatlik besleme süresi, sahadaki en büyük motorda bir saatlik besleme süresinden daha değerlidir.

Enstrümantasyon beslemesi neden genellikle 24V veya 48V DC KGK'dır

DC sistem, süreklilik sorununun en eski yanıtıdır ve enstrümanlar için hâlâ en iyisidir. Bir redresör ile bir akü aynı bara üzerinde paralel durur: redresör yükü taşır ve aküyü şarj eder; AC giriş kesildiğinde akü zaten bağlıdır. Transfer yok, algılama gecikmesi yok, anahtarlama olayı yok: bara yalnızca aküye devrilir. Bir lojik panosu veya iki telli bir ölçüm devresi için bu, hiçbir zaman kesilmeyen bir beslemeye giden en kısa yoldur.

ENCLOVE bunu iki ölçekte karşılar. ESD Serisi endüstriyel DC KGK, şalt merkezi ve endüstriyel kontrol hizmeti için tristörlü bir şarj cihazıdır: < 0,5% regülasyonda tutulan 24VDC / 48VDC / 60VDC / 110VDC / 125VDC / 220VDC / 250VDC / 400VDC / 600VDC çıkışlar, tek fazda 10A ile 200A ve üç fazda 10A ile 2000A arası akım kapasitesi, sırasıyla <4% ve <1% çıkış dalgalılığı. Dalgalılık burada bir motor beslemesindekinden farklı bir anlam taşır: paylaşımlı bir enstrüman barasında bu, doğrudan ölçüm gürültüsüdür. Standart giriş izolasyon transformatörü ise AC taraf ile DC yükler arasında tam galvanik izolasyon sağlar.

Saha daha küçük ya da dağıtık olduğunda ETR Serisi modüler redresörler aynı işi sıcak değiştirilebilir modüllerle yapar. ETR1524, 21Vdc ile 29Vdc arasında ayarlanabilen 27Vdc'de 1500W ve 24Vdc'de 62.5A'e kadar verir; ETR3048 ise 43Vdc ile 58Vdc arasında ayarlanabilen 53.5Vdc'de 3000W ve yine 48Vdc'de 62.5A verir. Modüller %20 ile %100 yük arasında maksimum akımın ≤±5%'i içinde akım paylaşır; dolayısıyla N+1 bir modül eklemekten ibarettir. Her ikisi de 45Hz ile 66Hz arasında 85Vac ile 305Vac girişi kabul eder — zayıf bir saha beslemesinin veya çalışan bir jeneratörün gerçekte verdiği giriş budur. ETR1524 teknik föyü uygulamalarını alarm sistemleri, kontrol ve izleme ile röle lojiği (PLC) olarak sıralar: enstrümantasyon yükünün besleme tarafından tarifi.

AC KGK'nın DC sistemin yerini aldığı durumlar

Kontrol döngüsündeki her şey 24V ile yetinmez. Operatör ve mühendislik iş istasyonları, sunucular, analizör kabinleri, AC girişli telekom ekipmanı ve pano soğutması şebeke kalitesinde AC ister — üstelik temiz olmasını ister, çünkü enstrümanları rahatsız eden jeneratörler, uzun kablo güzergâhları ve motor kalkışları onları daha da fazla rahatsız eder.

LEON-A Serisi endüstriyel AC KGK bunun AC karşılığıdır: VFI (Voltage and Frequency Independent) çalışmalı online çift çevrim; yani yük invertöre anahtarlanmak yerine sürekli invertörden beslenir. Üç model 1:1 fazda Max 40kVA, 3:1'de Max 200kVA ve 3:3'te Max 500kVA olarak, 110VDC / 220VDC / 384VDC akü gerilimiyle anılır. Çıkış THDu değeri lineer yükte 2%, toparlanma süresi 1% içine 25ms'dir; aşırı yük zarfı ise 110% yükte sürekli, 110-125% arasında 10 dakika ve 125-150% arasında 1 dakikadır. Çıkışta galvanik izolasyon transformatörü standarttır, baypas ve giriş izolasyonu opsiyoneldir — yük ile beslemenin, sizin denetlemediğiniz bir topraklama sistemini paylaştığı yerlerde bulunmaya değer. En fazla 4 ünite, çift yedekli ya da kapasite amaçlı paralellenebilir.

Üçüncü bir düzenleme, ikinci bir akü grubu satın almayı gereksiz kılar. Sahada enstrümanlar için hâlihazırda bir DC akü varsa, EVR Serisi endüstriyel invertör AC'yi bundan üretir: EVR1 Serisinde 24VDC ile 220VDC, EVR3'te 24VDC ile 600VDC giriş; siparişte tanımlanan 110VAC ile 600VAC çıkış, sırasıyla 200kVA ve 500kVA'e kadar. Teknik föyü geniş bir ±25% giriş DC gerilim aralığı verir ve mesele tam da budur: deşarj hâlindeki bir akü hareketli bir hedeftir ve invertörün, bara çökerken çıkışını tutması gerekir.

Uzak ve insansız sahalar: besleme süresi, sıcaklık ve alarm yolu

İnsanlı bir rafineride besleme süresi, bir jeneratörü çalıştırmaya veya birilerini çağırmaya yetecek zamanı satın alır. Bir kuyubaşında, boru hattı blok vana istasyonunda veya insansız bir platformda ise bir teknisyeni oraya ulaştıracak zamanı satın alır — bu, elektrik mühendisliğinin değil hava koşullarının, tekne ya da helikopter müsaitliğinin ve gün ışığının belirlediği bir süredir. Bunu saat cinsinden isteyin ve rakamın sahibi işletme tarafı olsun.

İşi aküler yaptığı için tasarım ömürleri bakım aralığını belirler. ENCLOVE'un endüstriyel akü ailesi VRLA için 10-12 yıl, OPzV için 15 yıl, OPzS için 15 yıldan fazla ve Ni-Cd için 20 yıldan fazla tasarım ömrü yayımlar — ve şarj cihazının kimyaya uygun olması gerekir. ESD Serisi VRLA / OPzV / OPzS / NiCad listeler; şarj gerilimi akü tipine, şarj akımı akü kapasitesine göre ayarlanır, 0 - 20 saatlik boost şarj zamanlayıcısı, sıcaklık kompanzasyonlu şarj ve düşük gerilim ayırması bulunur.
Sıcaklık, en sık atlanan şartname kalemidir. ESD Serisi ve LEON-A -10 ile 50°C arasında çalışır ve -25 ile 70°C arasında depolanır; ETR modülleri -40°C ile +75°C arasında çalışır, 55°C üzerinde derating uygular. Hepsi rakımla birlikte derating uygular — anma değerleri deniz seviyesinden 1000m için geçerlidir, üzerindeki her 100m için 1% derating gelir. Saha ortalamasını değil, ekipmanın bulunduğu noktadaki ortam sıcaklığını kullanın.
Alarm yolu, güç sisteminin bir parçasıdır. Sahada kimse yokken fark edilmeyen bir şarj cihazı arızası, tesisin sessizce hiçbir şeyin doldurmadığı bir akü üzerinde çalışması demektir. ESD Serisi standart olarak RS232 üzerinden ModBus ve 4 adet ayarlanabilir kuru kontak ile gelir, opsiyonel olarak RS485, TCP/IP, IEC61850 ve 16 kontak sunar; LEON-A ile EVR Serisi buna ModBus TCP/IP ve SNMP ekler. Hangi alarmların tek bir ortak arıza kontağında toplanmak yerine ayrı ayrı eşleneceğini belirtin.
Servis edilebilirlik, yol süresi işin içine girdiğinde onarım süresini belirler. ETR modülleri 25°C'de > 300,000 hrs MTBF ile sıcak değiştirilebilirdir; arızalı bir modül, sistem enerjili hâldeyken takıp çıkarma işidir. Monolitik bir ünite ise durdurma, iş izni ve bir saha ziyareti demektir.

Elektrik odası, e-house ve çevrelerindeki atmosfer

Üretim ve kıyı tesisleri sınıflandırılmış tehlikeli bölgeler içerir; buralara kurulan ekipman sertifikasyona ve işletmecinin kendi mühendislik standartlarına tabidir. Bu, satın alınacak tam konfigürasyon için tedarikçi ve belgelendirme kuruluşuyla, herhangi bir tasarım dondurulmadan önce yazılı olarak teyit edilmesi gereken, projeye özgü bir sorudur. Aşağıdakilerin tamamı, güvenli bölgedeki bir elektrik odasında ya da e-house içinde bulunan ve ötesindeki sınıflandırılmış bölgede yer alabilecek yükleri besleyen ekipmanı konu alır — olağan düzenleme budur ve güç ekipmanını bakım yapılabilecek bir yerde tutan da budur.

Sınır bu şekilde çizildiğinde aslında satın aldığınız şey odadır: döşeme yükü, kablo girişi, servis açıklığı ve soğutma. Hem LEON-A hem de EVR Serisi standart olarak alttan kablo girişini, doğal soğutma, su soğutma ve akıllı fan opsiyonlarıyla birlikte fan destekli soğutmayı ve tam ön erişimi listeler; böylece bir kabin, yan açıklık olmadan servis edilebilir — kabinlerin bir sıra hâlinde cıvatalandığı bir e-house'ta bu gerçek bir kısıttır.

Sonra atmosfer geliyor. Petrol ve gaz ekipmanının, aynı ekipmanın karadaki hâlinden farklı okunmasının nedeni tuz ve nemdir. ESD, LEON-A ve EVR Serisinin tamamı 0 ile 95% bağıl nem, yoğuşmasız olarak anılır — bu niteleme, kabin kadar oda hakkında da bir beyandır. Koruma sınıfı buradaki asıl kaldıraçtır: ESD Serisi IP20, opsiyonel olarak IP21 ile IP54 arası; LEON-A ve EVR Serisi IP20, opsiyonel olarak IP55'e kadar. ENCLOVE, LEON-A ve EVR Serisini açık deniz petrol ve gaz platformları için dayanıklı ve korozyona karşı korumalı üniteler olarak listeler; ESD ve EVR Serisinin ikisi de kabin ısıtıcısı seçeneği sunar — ısıtıcı, muhafazayı çiy noktasının üzerinde tutar ve bir kartın üzerinde yoğuşma olmasını asıl engelleyen şey budur.

Enstrümantasyon beslemesini teklifler karşılaştırılabilir olacak biçimde şartnameye dökmek

Aynı hizmet için verilen tekliflerdeki farkın büyük bölümü tedarikçilerden değil, talep dokümanındaki belirsizlikten kaynaklanır. Aşağıdakileri yanıtlayan bir şartname, yan yana koyabileceğiniz teklifler getirir.

Bara başına yük: nominal bara geriliminde amper cinsinden sürekli DC yük, güç faktörüyle birlikte kW cinsinden AC yük ve en büyük tek kademe.
Bara başına saat cinsinden besleme süresi, kapsadığı senaryo ve sonrasında beklenen yeniden şarj süresi.
Akü kimyası ya da seçim açık bırakılarak istenen tasarım ömrü — VRLA, OPzV, OPzS ve Ni-Cd; yerleşim alanı, havalandırma ve değişim aralığı bakımından birbirinden ayrılır.
Nominal DC gerilim ve yük uçlarında izin verilen gerilim penceresi. Bir baranın 24V'ta çalışıp çalışamayacağına ya da 48V olması gerekip gerekmediğine nominal değer değil, bu pencere karar verir.
Yedeklilik bir kelimeyle değil bir mimariyle ifade edilsin: N+1 modül, tek akü üzerinde iki şarj cihazı, iki bağımsız sistem veya çiftlenmiş akü grubu.
Ekipmanın bulunacağı noktadaki ortam sıcaklığı ve rakım ile odanın iklimlendirilip iklimlendirilmediği.
Kabin başına koruma sınıfı, izleme protokolü, hangi alarmların ayrı ayrı raporlanacağı ve kaç adet kuru kontak istendiği.
Sertifikasyon ve dokümantasyon kapsamı; her birinin karşısında sorumlu taraf yazılmış, adı konmuş belgeler hâlinde — ayrıca bina veya skid tasarımı dondurulmadan önce yazılı olarak ölçüler, ağırlıklar ve servis açıklığı.

Sıkça sorulan sorular

Enstrümantasyon DC KGK'dan mı yoksa AC KGK'dan mı beslenmeli?

Yükü izleyin. Doğrudan 24V veya 48V DC ile çalışan lojik panoları, transmitterler, röleler ve selenoidler için en iyisi ortak bir bara üzerindeki redresör ve akü düzenidir; çünkü AC giriş kesildiğinde transfer edilecek hiçbir şey yoktur. Şebeke kalitesinde AC gerektiren yükler — iş istasyonları, sunucular, analizörler, pano soğutması — LEON-A Serisi gibi bir AC KGK ister; online çift çevrim çıkışı lineer yükte THDu değerini 2%'de ve toparlanma süresini 1% içine 25ms'de tutar. Birçok tesis ikisini birden çalıştırır.

Petrol ve gaz enstrümantasyon beslemesinin besleme süresi ne kadar olmalı?

Bu, elektriksel olmaktan çok işletmesel bir yanıttır: besleme süresi, gelen enerjinin geri getirilmesi veya sahaya birinin ulaşması için gereken gerçekçi süreyi — yolculuk, hava penceresi ve iş izinleri dâhil — kapsamalıdır. Bunu bara başına saat cinsinden belirtin ve sonrasında beklenen yeniden şarj süresini de yazın; çünkü ikisi birlikte akü boyutunu ve şarj cihazı gücünü belirler. ESD Serisi şarj akımını akü kapasitesinden türetir ve 0 - 20 saatlik boost şarj zamanlayıcısı sunar; yani yeniden şarj davranışı sabit değil ayarlanabilirdir.

Ekipman tehlikeli bölgeye kurulum için sertifikalı mı?

Bunu, tasarım dondurulmadan önce yazılı olarak sonuçlandırılması gereken, projeye özgü bir soru olarak ele alın. Sertifikasyon, belirli bir şema kapsamında değerlendirilmiş belirli bir ekipman konfigürasyonu için geçerlidir ve bunun üzerine işletmecinin kendi mühendislik standartları eklenir; dolayısıyla hiçbir web sitesi veya broşür belirli bir projede bu konuyu sonuçlandıramaz. Konuyu talep aşamasında gündeme getirin, gereken belgeleri satın alma şartnamesinde adıyla sayın ve durumu hem ENCLOVE hem de belgelendirme kuruluşuyla teyit edin. Bu sayfadaki hiçbir ifade, herhangi bir ürünün sertifikasyon durumuna dair bir beyan olarak okunmamalıdır.

Tek bir akü hem DC yükleri hem de bir AC beslemeyi karşılayabilir mi?

Evet ve bu, ikinci bir akü tesisatından kaçınmanın yaygın bir yoludur. EVR Serisi endüstriyel invertör, EVR1 Serisinde 24VDC ile 220VDC, EVR3 Serisinde 24VDC ile 600VDC girişi kabul eder ve siparişte tanımlanan 110VAC ile 600VAC çıkışı sırasıyla 200kVA ve 500kVA'e kadar üretir; geniş ±25% giriş DC gerilim aralığı sayesinde bara düşerken de regülasyonu sürdürür. Aküyü her iki hizmeti birlikte karşılayacak şekilde boyutlandırın; DC dağıtımı, koruma seçiciliğini ve düşük gerilim ayırma ayarını birleşik yüke göre belirleyin.

Petrol ve gaz sahasında endüstriyel bir KGK'yı ticari bir KGK'dan ayıran nedir?

Büyük ölçüde yapı ve ortam. Endüstriyel üniteler, içinde bulundukları odaya göre tanımlanır: LEON-A ve EVR Serisi IP20 ve opsiyonel olarak IP55'e kadar, ESD Serisi IP20 ve opsiyonel olarak IP21 ile IP54 arasıdır; hepsi 0 ile 95% bağıl nemde, yoğuşmasız çalışır ve servis için tam ön erişim sunar. LEON-A standart olarak çıkışta galvanik izolasyon transformatörü taşır ve ENCLOVE bunun için +25 yıl tasarım ömrü verir — yani bir tesisin planlandığı zaman ölçeği.