Uitvoeren gecombineerde AC + DC vlamboogsimulaties op een jacht

Een grote elektrotechnische ontwikkelaar in de jachtindustrie benaderde HyTEPS met de vraag om vlamboogstudies uit te voeren aan boord van hun nieuwste schip. De hybride elektrische installatie aan boord was echter opgebouwd uit zowel wisselstroom- (AC) als gelijkstroom (DC)-voorzieningen. Van de 30 verdeelborden waren er acht ontworpen voor een gelijkstroomsysteem, met accu’s en gelijkrichters. Er bestaat uitgebreide documentatie over vlamboogstudies voor elektrische systemen met wisselstroom, maar gelijkstroomnetwerken vereisen een andere aanpak...

Vlamboogsimulatie uitgevoerd op 22 AC verdeelborden Vlamboogsimulatie uitgevoerd op 8 DC verdeelborden 10 dagen - doorlooptijd project

Uitdaging

Vlamboogstudies spelen een belangrijke rol bij het borgen van de veiligheid van elektrische installaties en van de mensen die hieraan werken. Een vlamboogstudie helpt bepalen waar werkzaamheden veilig kunnen worden uitgevoerd (met de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen) en welke locaties onveilig zijn. De normen en richtlijnen die voor een vlamboogonderzoek moeten worden gevolgd, zijn echter afhankelijk van het type elektrische installatie. De meest voorkomende normen zijn gebaseerd op wisselstroom. Om grote stromen die in het netwerk terecht zouden komen in geval van kortsluiting bij gelijkstroom te berekenen zijn kortsluitstudies nodig. Hoewel er gedefnieerde normen bestaan voor wisselstroom-vlamboogstudie, zijn deze er niet voor gelijkstroomnetwerken.

Doelstelling

  • Vlamboogstudies uitvoeren op gelijkstroomen wisselstroomonderdelen van het elektrische netwerk op een schip
  • Zorgen dat de vlambooganalyse voldoet aan de normen, aanbevelingen en richtlijnen
  • Ervoor zorgen dat klanten goed geïnformeerd zijn over de oplossing en methodologie die is gebruikt om deze resultaten te bereiken
  • Arc flash labels aanbrengen op de relevante verdeelborden

Oplossing

“De uitdagingen die gepaard gaan met het uitvoeren van vlamboogonderzoeken op een gelijkstroomnetwerk, plus de extra complexiteit van het uitvoeren van vlamboogonderzoek op een schip, maken dit tot een interessant project voor HyTEPS,” legt Lead Engineer Arnau Sans uit. “Het ontwerp van het elektrische systeem werd grondig bestudeerd om vlamboogonderzoek te kunnen uitvoeren op het DC-gedeelte van de installatie. De belangrijkste elektrische componenten werden in kaart gebracht en essentiële gegevens die nodig waren voor de berekeningen werden zorgvuldig geselecteerd. Met de hulp van de klant werd alle vereiste informatie verzameld en een simulatiemethodologie bepaald. Bij gebrek aan een standaard voor DCvlamboogstudies werden de berekeningen uitgevoerd op basis van de aanbevelingen van Lloyds Register. Er werd gekozen voor een DC-vlamboogberekeningsmethode met conservatieve uitkomst, waarbij de slechtst mogelijke situaties in het geval van een vlamboog werden geïdentifceerd.” “Software voor elektriciteitssystemen biedt vaak geen ondersteuning voor vlamboogsimulatiestudies voor gelijkstroomnetwerken. Om de vereiste DC-vlamboogstudie uit te voeren, hebben we tools ontwikkeld die deze hiaten aanvullen en ons verder laten kijken dan de energiesysteemsoftware normaal gesproken toelaat. Ook werden er vlamboogvlamstudies uitgevoerd op het wisselstroomnet van de installatie. Er werden aanpassingen gemaakt aan de standaard-vlamboogberekeningen om tegemoet te komen aan de normen voor kortsluitberekeningen op schepen.

Resultaten

HyTEPS heeft de vlamboogsimulaties uitgevoerd in overeenstemming met de eisen van de klant. Door het verkrijgen van een compleet overzicht van de elektrische installatie konden HyTEPS en de klant mogelijke onveilige locaties identifceren en oplossingen bespreken om de veiligheid op deze plekken te verbeteren. Na het doorspreken en goedkeuren van de resultaten werden labels voor de AC en DC verdeelborden gemaakt. DC-vlamboog stickers zijn informatief, terwijl AC- stickers exacte parameters en informatie op basis van normen aangeven. Na de onderzoeksperiode neemt een vlamboogberekening voor een volledig schip ongeveer 10 dagen in beslag, inclusief vlamboograpport. “We zijn er trots op dat we de vereiste technische inzichten konden koppelen aan onze kennis van de betrokken normen en methodologieën,” voegt Arnau toe. “We moesten ook verschillende berekeningen uitvoeren, als aanvulling op de gebruikte analysesoftware voor het stroomnetwerk. Feedback over de analyse is zeer positief. Door HyTEPS vlamboogberekeningsstudies te laten uitvoeren kon de klant zich blijven richten op zijn expertisegebied. Onderzoek, kennis en een diepgaande interesse in het vinden van de beste oplossing hielpen onze ingenieurs deze uitdaging om te zetten naar een oplossing.” Nu elektrische gelijkstroomnetwerken steeds gangbaarder worden, loopt HyTEPS voorop met expertise die verder gaat dan de beschikbare tools. Naar verwachting zullen hybride netwerken in de toekomst de norm worden. De engineers van het HyTEPS Power Competence Center helpen klanten beveiligingssysteem te verbeteren, levensgevaarlijke situaties op zee te voorkomen en zich te presenteren als een bedrijf met een sterke veiligheidsstandaard.

"Door HyTEPS vlamboogberekeningsstudies te laten uitvoeren kon de klant zich blijven richten op zijn expertisegebied. Onderzoek, kennis en een diepgaande interesse in het vinden van de beste oplossing voor onze klant."
Arnau Sans, Lead Engineer HyTEPS