Hoe een voedselfabriek de downtime met 45% verminderde met Soutya AC aardlekschakelaars

Een voedselverwerkingsfabriek in Johor, Maleisië, verloor elke maand duizenden dollars als gevolg van overlast door stroomstoringen en de productieonderbrekingen die daardoor ontstonden. De faciliteit verving de verouderde afzonderlijke MCB- en RCCB-opstelling door AC Residual Current-bediende stroomonderbrekers met overstroombeveiliging (RCBO's) van Soutya. Het resultaat: de ongeplande stilstand daalde in het eerste kwartaal met 45% en de hinderlijke ritten daalden met ruim 90%.

Achtergrond van de klant

De fabriek biedt werk aan 120 mensen en beschikt over drie productielijnen voor verpakte sauzen en dressings. Elke lijn beschikt over een mix van koelunits, high-shear mixers en geautomatiseerde vulmachines. Het elektrische systeem trekt een gemiddelde belasting van 850 A over twee hoofdverdeelborden, en een derde bord regelt de HVAC en verlichting.

Voedselproductie vereist een continue werking. Een onderbreking tijdens een batch kan de grondstoffen bederven en een volledige reinigingscyclus forceren. De faciliteit was al twaalf jaar in bedrijf en de elektrische infrastructuur was stukje bij beetje gegroeid naarmate er nieuwe apparatuur werd toegevoegd.

Uitdagingen en pijnpunten

Het oorspronkelijke ontwerp maakte gebruik van thermisch-magnetische miniatuurstroomonderbrekers (MCB's) voor overstroombeveiliging en een afzonderlijke aardlekschakelaar (RCCB) aan de bovenkant van elke plaat. In theorie biedt die gelaagdheid zowel bescherming tegen overstroom als tegen aardfouten. In de praktijk zorgde dit voor ernstige coördinatieproblemen.

Aandrijvingen met variabele snelheid op de mixers genereerden kleine lekstromen. Deze lekstromen stapelden zich op op de hoofdaardlekschakelaars, die zonder waarschuwing uitschakelden. Gedurende een periode van drie maanden registreerde de fabriek veertien ongeplande elektrische uitschakelingen. Elke shutdown duurde gemiddeld 40 minuten. Met een geschatte kostprijs van $18.000 per uur aan verloren productie en verspilde ingrediënten, kosten deze evenementen ongeveer $168.000 per kwartaal.

Het onderhoudsteam heeft twee oplossingen geprobeerd. Ten eerste verhoogden ze de gevoeligheid van de aardlekschakelaars van 30 mA naar 100 mA. Dat verminderde de hinderlijke ritten, maar verhoogde ook het veiligheidsrisico, omdat een reststroom van 100 mA gevaarlijk kan zijn. Ten tweede vervingen ze oudere aardlekschakelaars door nieuwe eenheden van een andere fabrikant, in de hoop dat een betere interne filtering zou helpen. Dat gebeurde niet. De lekstromen waren nog steeds aanwezig en de nieuwe aardlekschakelaars gedroegen zich op dezelfde manier.

Waarom de Soutya AC-reststroomgestuurde stroomonderbreker met overstroombeveiliging?

De elektrotechnische aannemer van de fabriek evalueerde drie opties: het gelaagde MCB- en RCCB-ontwerp behouden, overstappen op speciale reststroomrelais met afzonderlijke CT's, of overstappen op individuele RCBO's op elk uitgaand circuit. De aannemer vergeleek eenheden van twee wereldwijde merken en de Soutya AC Residual Current-aangedreven stroomonderbreker met overstroombeveiliging.

Drie factoren bepaalden de keuze. Ten eerste combineert de Soutya RCBO thermisch-magnetische overstroombeveiliging en 30 mA reststroomdetectie in één enkele module, waardoor het coördinatieprobleem volledig wordt geëlimineerd. Ten tweede voldeden de uitschakelkarakteristieken van de unit aan zowel IEC 60898-1 voor overstroombeveiliging als de reststroomprestatie-eisen in GB/T 6829-2017. Ten derde bood de Soutya-eenheid een breekvermogen van 6 kA tegen een prijs die ongeveer 15% lager was dan vergelijkbare Europese import.

De aannemer waardeerde ook de gestandaardiseerde terminallay-out van het product, waardoor de paneelbedrading werd vereenvoudigd. De ingenieur van de fabriek bevestigde dat de Soutya RCBO aan alle lokale veiligheidseisen voldeed en door de elektrische inspecteur zou worden geaccepteerd.

Implementatie- en aanvraagproces

Het retrofitproject duurde vier weken. De aannemer begon met een volledige belastingaudit van alle uitgaande circuits, waarbij de werkelijke bedrijfsstromen werden gemeten en werd vastgesteld welke circuits in het verleden regelmatig uitval hadden meegemaakt. Die audit vormde de basis voor een paneelschema waarin aan elk circuit een correct beoordeelde RCBO werd toegewezen.

De volgende stappen waren:

• Het spanningsloos maken van elk verdeelbord en het verwijderen van de bestaande MCB's en de stroomopwaartse aardlekschakelaar.
• Installeren van de Soutya RCBO's in elke uitgaande circuitpositie.
• Het toevoegen van individuele neutrale aansluitblokken waar oudere panelen deze niet hadden, aangezien elke RCBO een speciale neutrale verbinding vereist voor kernbalansdetectie.
• Elk circuit testen met een draagbare RCD-tester om de uitschakeltijd en de reststroomdrempel te verifiëren.
• Inbedrijfstelling van de kaarten en het loggen van elektrische basisparameters ter vergelijking.

Tijdens het werk kwam één moeilijkheid naar voren. Verschillende panelen op de oudere productielijn waren bedraad met gedeelde nulleiders over meerdere circuits. In die configuratie ziet een RCBO de som van de retourstromen en wordt uitgeschakeld. De oplossing was om vier subcircuits te herwerken om elk beveiligd circuit een eigen neutrale geleider te geven. Dat voegde twee dagen toe aan de planning, maar was noodzakelijk om de installatie functioneel te maken.

Toepassingsresultaten en gekwantificeerde resultaten

Twee maanden na de inbedrijfstelling bleek uit de onderhoudslogboeken van de faciliteit:

• Het aantal hinderlijke verplaatsingen daalde met 92%, van 14 per kwartaal naar 1 à 2 per kwartaal.
• De ongeplande downtime daalde van 140 minuten per maand naar 35 minuten per maand, een verbetering van 75%.
• De totale kwartaalkosten van elektrische stilstand daalden van $168.000 naar minder dan $40.000, waardoor de fabriek ruim $128.000 per kwartaal bespaarde.
• Geen gemiste productiedeadlines tijdens de evaluatieperiode van twee maanden, vergeleken met drie in het voorgaande kwartaal.

Het project betaalde zichzelf binnen een maand terug. Omdat de Soutya RCBO's binnen 0,1 seconde op reststromen reageren, verbeterde de fabriek ook het veiligheidsniveau zonder dat dit ten koste ging van de uptime. Het onderhoudsteam besteedt nu zijn tijd aan andere taken in plaats van aan resets en probleemoplossing.

Klantgetuigenis

De elektriciteits- en onderhoudsmanager van de fabriek verwoordde het duidelijk: "We zijn van het wekelijks achtervolgen van fantoomtrips overgegaan op een systeem dat werkt. De Soutya RCBO's geven ons het vertrouwen dat elk circuit beschermd is en dat ze online blijven wanneer dat nodig is."

Lessen en aanbevelingen

Andere faciliteiten met verouderde elektrische systemen kunnen drie lessen trekken uit dit project.

• Ten eerste zijn individuele RCBO's op elk uitgaand circuit de investering waard. Ze isoleren fouten in één circuit, zodat een enkel probleem niet langer een hele productielijn stillegt.
• Ten tweede: voer een grondige belastingaudit uit voordat u beoordelingen selecteert. De extra tijd die besteed wordt aan het meten van werkelijke stromen voorkomt kostbare fouten en zorgt voor coördinatie.
• Controleer ten derde de aarding en neutrale bedrading in bestaande panelen. Gedeelde neutrale kleuren zijn de meest voorkomende reden waarom een ​​RCBO-retrofit mislukt. Plan voor herbewerking in de projectplanning.

Als het team het project opnieuw zou uitvoeren, zouden ze erop staan ​​dat het neutrale herbedradingswerk zou worden uitgevoerd tijdens een geplande shutdown-periode. In dit geval voltooide de aannemer de werkzaamheden tijdens de normale onderhoudsperioden, waardoor de planning werd opgerekt. Een specifieke shutdown zou een schonere en snellere aanpak zijn.

Referenties

• GB/T 6829-2017. Aardlekschakelaars met of zonder overstroombeveiliging voor huishoudelijk en soortgelijk gebruik (RCBO's).
• IEC 60898-1. Elektrische accessoires - Stroomonderbrekers voor overstroombeveiliging voor huishoudelijke en soortgelijke installaties - Deel 1: Stroomonderbrekers voor wisselstroom. Operatie.
• GB/T 16895.1-2020. Elektrische laagspanningsinstallaties - Deel 1: Fundamentele principes, beoordeling van algemene kenmerken, definities.