Midwest Flexible Packaging on keskikokoinen valmistaja, joka sijaitsee Ohiossa ja työllistää 320 henkilöä. Yritys valmistaa monikerroksisia kalvoja ja pusseja elintarvike- ja lääketeollisuudelle. Sen laitoksessa on 12 nopeaa suulakepuristuslinjaa, 8 painokonetta ja kymmeniä apumoottoreita ja käyttölaitteita. Tehdas toimii 24/7, ja siinä on vain kaksi huoltoikkunaa vuodessa.

Yrityksellä oli paineita parantaa oikea-aikaisten toimitusten suorituskykyä. Asiakkaat vaativat tiukempia toimitusaikoja, ja odottamattomat linjaseisokit vaikuttivat liikevaihtoon. Projektia edeltävänä vuonna suunnittelemattomat seisokit olivat keskimäärin 84 tuntia, 2 % vuotuisesta tuotantokapasiteetista.

Haasteet ja kipupisteet

Useimpien odottamattomien pysähdysten syynä olivat sähköpiikit. Tehdas sijaitsee maaseudun jakelusyöttimen päässä, ja salaman ja sähkönvaihdon aiheuttamat jännitepiikit olivat yleisiä. Laitoksen sisällä kompressorien ja jäähdyttimien suurten moottoreiden toistuva käynnistyminen aiheutti myös kytkentätransientteja, jotka kulkivat sähköverkon läpi.

Nämä ylitykset eivät aina laukaiseneet katkaisijoita välittömästi. Sen sijaan he vähitellen heikensivät herkkiä komponentteja. Tehdas korvasi 12 kuukauden aikana seitsemän PLC-virtalähdettä, neljä taajuusmuuttajaa ja yli tusina HMI-kosketuspaneelia. Jokainen vika merkitsi 2–6 tunnin tuotannon keskeytystä, kun teknikot diagnosoivat vian ja asensivat uuden. Suorat korjauskustannukset olivat yhteensä 38 000 dollaria, ja lisäksi menetetty tuotantomarginaali oli 120 000 dollaria.

Suunnittelutiimi yritti ensin asentaa halpoja ylijännitesuojauspistorasioita yksittäisiin työasemiin. Tämä lähestymistapa suojasi vain näihin pistorasiaan kytkettyjä laitteita. Kiinteät koneet, kuten suulakepuristusasemat ja tulosteen rekisteröintianturit, pysyivät esillä. Yrityksessä käyttää koko rakennuksen salamansuojajärjestelmiä ei huomioitu sisäisiä kytkentätransientteja, jotka eivät tulleet rakennuksen ulkopuolelta.

Miksi Soutya AC 230V ylijännitesuojalaite?

Laitoksen sähkötekniikan päällikkö arvioi kolmea vaihtoehtoa: moottorigeneraattorin eristysjärjestelmän, koko rakennuksen katkottoman virransyötön sekä koordinoidun ylijännitesuojaratkaisun. Kahden ensimmäisen hinta oli 80 000 dollaria ja 150 000 dollaria, pitkä toimitusaika ja korkeat jatkuvat ylläpitokustannukset.

Soutya AC 230V ylijännitesuoja sen sijaan tarjosi tyypin 2 suojauksen IEC 61643-11:n mukaisesti ja se täytti UL 1449 -standardin. Yksikön jännitesuojausluokitus oli tarpeeksi alhainen suojaamaan PLC:n ja taajuusmuuttajan tulot, ja siinä oli lämpökatkaisin, joka esti korjaamattomat vauriot vakavan ylijännitevaurion jälkeen. Kuuden yksikön kokonaiskustannukset, jotka kattavat pääkytkintaulun ja viisi alapaneelia, olivat 2 400 dollaria sisältäen katkaisijat ja asennustarvikkeet. Suunnittelutiimi arvosti myös visuaalista tilailmaisinta, joka teki kenttätarkastuksesta helppoa.

Toteutusprosessi

Projekti kesti kaksi viikkoa suunnittelusta käyttöönottoon. Laitoksen huoltotiimin kanssa työskentelevä laillinen sähköurakoitsija sai asennuksen valmiiksi kolmessa päivässä.

• Vaihe 1 – Kuormatutkimus:Tiimi kartoitti kaikki piirit ja tunnisti viisi jakelukeskusta, jotka syöttivät kriittisimpiä tuotantolaitteita.
• Vaihe 2 – Paneeliasennus:Jokainen Soutya SPD asennettiin vastaavan paneelin sisään lyhyillä suorilla johtimilla impedanssin minimoimiseksi.
• Vaihe 3 – Koordinointi:Asentajat varmistivat, että SPD:n ylijännitevirta ylitti lasketun pahimman tapauksen ylijännitetason kussakin kohdassa.
• Vaihe 4 – Testaus:Jännitteen kytkemisen jälkeen tilailmaisimet vahvistivat normaalin toiminnan, ja tiimi kirjasi jokaisen paneelin perusjännitetasot.
• Vaihe 5 – Koulutus:Huoltohenkilöstö sai 30 minuutin istunnon tilaikkunan lukemiseen ja laitteen vaihtamiseen suuren ylijännitetapahtuman jälkeen.

Yksi haaste syntyi asennuksen aikana: pääkytkimessä oli rajoitetusti sisätilaa. Urakoitsija ratkaisi tämän käyttämällä pinta-asennuskoteloa paneelin vieressä, pitäen johtimen pituuden alle 10 tuumaa ja noudattamalla silti valmistajan suosituksia.

Hakemuksen tulokset ja määrälliset tulokset

Seuraavien 12 kuukauden aikana tehdas havaitsi 41 prosentin vähennyksen suunnittelemattomissa seisokeissa. Laitteisiin liittyvät ylijännitehäiriöt laskivat 23 tapauksesta 9:ään. Korjausten kokonaiskustannukset, mukaan lukien osat ja urakoitsijan työ, putosivat 38 000 dollarista 16 000 dollariin.

Tuotantomäärä kasvoi 3,2 %, koska linjat kestivät pidempään keskeytyksettä. Pakkaustehdas saavutti 98,5 prosentin oikea-aikaiset toimitukset edellisvuoden 94,1 prosentista. Tehdaspäällikkö kertoi myös, että kuusi Soutya-laitetta maksoi itsensä takaisin 3 kuukaudessa pelkkien vältettyjen korjaus- ja seisontakustannusten perusteella.

Ylijännitesuojalaitteet eivät olleet huoltovapaita. Tammikuussa yksi yksikkö suuren ilmakompressorin lähellä osoitti palaneen lämpösulakkeen sarjan sisäisen jännitteen turpoamisen jälkeen. Vaihtokustannukset olivat 180 dollaria, ja tämän vaihdon seisokkiaika oli vain 20 minuuttia - pieni tapahtuma verrattuna aiemmin menetettyihin tunteihin.

Asiakkaan ääni

"Olimme skeptisiä, että 450 dollarin ylijännitesuoja voisi ratkaista ongelman, jota vanhat UPS-laitteistomme eivät pystyneet. Vuoden tietojen jälkeen luvut puhuvat puolestaan. Soutya-laitteet ovat olleet sähköjärjestelmämme luotettavin osa", sanoi projektia valvonut insinööripäällikkö.

Oppitunteja ja oivalluksia

Kolme takeawaya voi auttaa muita kasveja, joilla on samanlaisia ​​ongelmia:

• Koordinoi suojaus kaikilla tasoilla.Yksittäinen ylijännitesuoja pääpaneelissa ei riitä. Asenna tyypin 2 laitteet alipaneeleihin, jotka syöttävät herkkää elektroniikkaa.
• Tarkista tilailmaisin säännöllisesti.Lämpökatkaisu voi aktivoitua ilman näkyvää ulkoista tapahtumaa. Lisää kuukausittainen partio tarkastaaksesi ilmaisinikkunoita.
• Suunnittele vaihto.Ylijännitesuojalaitteet heikkenevät toistuvien transientien jälkeen. Pidä varayksikköä hyllyssä ja varaa vaihtoon 3–5 vuoden välein.

Jos projekti toistetaan, suunnittelutiimi asentaisi valvontalaitteet, jotka kirjaavat ylijännitetapahtumat keskusjärjestelmään. Tämä antaisi entistä selkeämpiä tietoja ylijännitetaajuudesta ja -vakavuudesta, mikä auttaisi perustelemaan lisäsuojaa tiellä.

Viitteet

IEC 61643-11:2011. Pienjännitteiset ylijännitesuojalaitteet — Osa 11: Pienjänniteverkkoihin kytketyt SPD:t. 

UL 1449. Standardi ylijännitesuojalaitteille.