АТС SWQ1-63S помогает пищевому предприятию сократить простои производства на 60%

Для предприятия по переработке пищевых продуктов, работающего круглосуточно, отключение электроэнергии — это не проблема освещения, а чрезвычайная ситуация в области пищевой безопасности. Это история производителя специализированной молочной продукции, который заменил ручной переключатель на автоматический ввод резерва (АВР) SINGI SWQ1-63S и сократил простои из-за сбоев сети на 60% в первый год.

Кто был клиентом и какова была его ситуация?

Заказчик — молокоперерабатывающее предприятие площадью 30 000 квадратных футов на Среднем Западе, выпускающее сыр премиум-класса и упакованные охлаждённые продукты. На предприятии работают 350 человек в три смены, и его процессы зависят от непрерывного трёхфазного питания для холодильных компрессоров, пастеризационных ванн и автоматизированных упаковочных линий.

Поскольку план обеспечения качества предприятия требует стабильных температур холодовой цепи, даже кратковременная потеря питания может привести к задержке или утилизации продукции. Резервная система состояла из дизельного генератора мощностью 500 kVA и переключателя с ручным приводом — распространённая, но трудоёмкая схема для предприятий такого масштаба.

Какие проблемы вызывали задержки производства?

До модернизации при каждом сбое в сети электрику приходилось идти в помещение распределительных устройств, проверять состояние питания мультиметром, а затем вручную переключать рукоятку ручного переключателя, чтобы перевести нагрузку на резервный генератор. Этот процесс занимал от 15 до 20 минут. За два года в ходе шести крупных штормов предприятие теряло питание холодильного оборудования в среднем на 18 минут каждый раз.

Одна продолжительная авария летом привела к тому, что целая партия кисломолочной продукции превысила температурный порог — прямые потери в 12 000 долл. США. Завод также испытывал просадки напряжения, из-за которых отключались контакторы холодильной установки, что вынуждало перезапуски и усиливало износ компрессора.

Команда протестировала автоматический контроллер на основе реле, но он вызывал ложные переключения. Контроллер переключался на генератор всякий раз, когда напряжение сети падало даже кратковременно, что приводило к ненужной работе генератора и повреждению компрессоров из-за быстрого циклирования. Руководитель службы технического обслуживания описал тот период так: «мы не могли доверять автоматике, поэтому вернулись к ручному управлению».

Почему предприятие выбрало SINGI SWQ1-63S?

Инженерная команда предприятия рассмотрела несколько вариантов АВР, включая типовой переключатель с разрывом цепи и изготовленную на заказ панель с отдельными контакторами. Решающими факторами при выборе SINGI SWQ1-63S стали его полное соответствие IEC 60947-6-1, встроенное микропроцессорное управление и механическая надёжность.

, SWQ1-63S предлагал:

• Единый корпус, объединяющий переключение перевода нагрузки и интеллектуальный контроллер, устраняющий необходимость во внешних реле и отдельной логической панели.
• Настоящее двухуровневое сенсорное измерение напряжения, которое контролирует обрыв фазы, перенапряжение, пониженное напряжение и частоту как на сетевом источнике, так и на генераторе.
• Моторизованный механизм переключения с номиналом кратковременной термической стойкости, подходящим для нагрузок холодильных двигателей.
• Регулируемые задержки перевода и возврата, позволяющие заводу выстраивать последовательность перевода нагрузки в соответствии со временем прогрева генератора.
• Выходы типа «сухой контакт», передающие удалённый статус в систему SCADA предприятия.

По сравнению с прежним контроллером на реле, встроенные функции таймера и логика стабилизации SWQ1-63S предотвращали ложные срабатывания во время просадок напряжения и кратковременных снижений напряжения.

Как был установлен и настроен SWQ1-63S?

Проект был реализован за два дня. Электромонтажные подрядчики предприятия сначала отключили вводной фидер сети и организовали временное электроснабжение для критичных холодильных нагрузок. Старый ручной переключатель был демонтирован со щита, а SWQ1-63S установлен с использованием стандартного универсального шаблона для панели.

Подключение проводки было простым: питание от сети и генератора подключили к входным клеммам, а сторону нагрузки соединили с главной распределительной шиной предприятия. Контроллер АВР настроили с помощью клавиатуры на передней панели. Инженер по пусконаладке установил порог срабатывания по пониженному напряжению на 80%, задержку возврата к сети — 30 секунд, а задержку переключения двигателя — 10 секунд для пускового тока компрессора.

Во время испытаний всплыла одна проблема: сигнал дистанционного запуска генератора вызывал скачок напряжения, когда контроллер АВР подавал команду на запуск. Решением стало промежуточное реле, установленное между разъёмом управления генератора и выходом «сухого» контакта АВР, что устранило помеху. После этого успешно выполнили три переключения без нагрузки и два переключения под нагрузкой.

Каких результатов достигло предприятие?

В течение следующих 12 месяцев завод пережил девять перебоев в сети, включая два события с суровыми погодными условиями. Измеренные результаты оказались значительными:

• Время перевода с момента отказа сети на питание от генератора сократилось с в среднем 18 минут до менее 2 минут — снижение простоя на 60% на каждое событие.
• Во время перебоев порчи продукции не произошло, что представляет собой примерно 18 000 долл. США предотвращённых потерь по сравнению с предыдущим годом.
• Кратковременное частотное переключение компрессора было устранено, поскольку регулируемые задержки ATS позволяли двигателям перезапускаться в контролируемой последовательности. Бригада обслуживания сообщила о на 40% меньшем числе вызовов к панели управления холодильной установкой.
• Ложных переводов зафиксировано не было, несмотря на несколько случаев просадок напряжения, которые запустили бы старый контроллер на реле.

Предприятие также получило более наглядное представление о состоянии своего электроснабжения. Индикаторы состояния АВР позволяют сменным руководителям с первого взгляда убедиться в наличии источника, а аварийные сигналы SCADA теперь показывают, какой источник питает нагрузку. Эти улучшения упростили повседневную работу и снизили нагрузку на вызовы электрика.

Что говорит руководитель предприятия?

Руководитель службы технического обслуживания объекта, который курировал модернизацию, сказал: «SWQ1-63S — первый ATS, которым мы пользуемся и о котором нам не нужно думать . Он делает именно то, что должен, а перевод происходит настолько плавно, что производственная линия вообще не замечает события».

Он добавил: «Мы подсчитали окупаемость за счёт предотвращённой порчи продукции уже в первый месяц работы после установки. Это инвестиция, которая оправдывает себя».

Какие уроки могут извлечь другие компании?

Этот проект даёт несколько выводов для заводов, рассматривающих аналогичный переход с ручного переключения на автоматический ввод резерва (ATS):

• Подберите характеристики АТС под параметры вашей нагрузки. Холодильные нагрузки и нагрузки двигателей требуют регулируемых задержек перевода, чтобы уравновесить восстановление питания с ограничениями по пусковому току. Настраиваемые таймеры SWQ1-63S были критически важны для его успеха.
• Предусмотрите интерфейс генератора. Промежуточные реле — простой и недорогой способ защитить контроллер ATS от помех генератора. Включите это в чек-лист пусконаладки, чтобы избежать сюрпризов в эксплуатации.
• Используйте удалённую сигнализацию для постоянного контроля. Даже если событие перевода происходит без возмущения, уведомление SCADA документирует событие и помогает инженерам отслеживать закономерности качества электроэнергии.
• Если бы предприятие начинало заново, оно продлило бы испытание Более длительное окно пусконаладки с нагруженным генератором выявило бы проблему скачка напряжения раньше и позволило бы провести дополнительную неделю регистрации рабочих параметров до перевода системы в полностью автоматический режим.

Источники

1. IEC 60947-6-1:2021 - Аппаратура коммутационная и управления низковольтная - Часть 6-1: Аппаратура переключения источников питания.
   Доступно по адресу: https://webstore.iec.ch/publication/60947-6-1
2. Sariri, et al. “Stochastic vs Fuzzy Models – Reliability of Power Supply Systems with ATS.” Energies, 15(3), 1024, 2022.
   Доступно по адресу: https://doi.org/10.3390/en15031024