Dacă specificați un paratrăsnet pentru o rețea de medie-tensiune, prima întrebare care apare de obicei este destul de simplă: am nevoie de o unitate de 11 kV sau una de 33 kV? Răspunsul sună evident, dar procesul de selecție este mult mai puțin simplu decât potrivirea etichetei descărcătorului cu tensiunea sistemului dumneavoastră. Înțelegeți greșit și vă uitați la un dispozitiv care fie nu reușește să protejeze, fie, mai rău, se comporta atunci când nu ar trebui.
Acest ghid prezintă diferențele reale dintre descărcătoarele de 11 kV și 33 kV, acoperind tensiunile nominale, cerințele de împământare, clasa descărcătorului și specificațiile care contează de fapt atunci când luați o decizie de achiziție.
Paratrăsnet
Tabel de referință rapidă
| Parametru | Sistem 11kV | Sistem 33kV |
|---|---|---|
| Împământare tipică | Legat solid la pământ (stea) | Ne-împământat eficient (delta) |
| Tensiune nominală recomandată (Ur) | 9kV | 36 kV până la 42 kV |
| MCOV | ~7,65 kV | ~29kV până la 34kV |
| Evaluarea curentului de descărcare | 10kA | 10kA |
| Clasa de oprire | Clasa de distribuție | Clasa de stație |
| BIL | 75kV | 170kV |
| Standard | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
Partea celor mai mulți oameni greșesc: este vorba despre împământare, nu doar tensiune
Iată ceva care declanșează o mulțime de ingineri: tensiunea nominală a unui paratrăsnet nu este aceeași cu tensiunea sistemului. Numărul pe care îl alegeți depinde în mare măsură de modul în care este conectată rețeaua dvs. la pământ și aici sistemele de 11 kV și 33 kV tind să se comporte foarte diferit.
Majoritatea rețelelor de 11 kV sunt împământate solid. Punctul stea al transformatorului este conectat direct la masă, ceea ce înseamnă că în timpul unei defecțiuni cu o singură fază-, tensiunea de pe celelalte două faze rămâne relativ stabilă, crescând la cel mult aproximativ 80% din tensiunea de la linie-la-. Din acest motiv, inginerii dimensionează de obicei descărcătorul la 0,8 ori tensiunea sistemului. Pentru o rețea de 11 kV, aceasta funcționează la o tensiune nominală de aproximativ 9 kV. Este un calcul simplu, iar dispozitivul rezultat este compact,-eficient din punctul de vedere al costurilor și bine-potrivit pentru protecție-la nivel de distribuție.Paratrăsnetul de 11KVde la Victory Electric, de exemplu, este construit exact pe baza acestei specificații de clasă de distribuție-, cu o carcasă de polimer și o stivă de varistoare de oxid de zinc optimizate pentru acel mediu de operare.
Sistemele de 33 kV sunt o situație complet diferită. O mare parte a rețelelor de 33 kV, în special în Asia, Africa și părți ale Europei, utilizează înfășurări de transformator conectate în delta-. Înfășurările din deltă nu au un punct neutru, așa că nu există o cale directă către pământ. Când apare o defecțiune pe o fază, tensiunea pe fazele sănătoase poate urca până la tensiunea de linie completă, uneori puțin mai mare. Aceasta înseamnă că descarcatorul trebuie să fie evaluat pentru a se descurca în mod continuu, iar multiplicatorul de 0,8 nu se mai aplică. În schimb, tensiunea nominală este setată la 100% din tensiunea sistemului sau mai mult, motiv pentru care descărcătoarele de 33 kV au de obicei valori nominale de 36 kV până la 42 kV, în funcție de marja de siguranță preferată a utilității.
Aplicarea logicii de selecție de 11 kV la aParatrăsnet 33KVeste una dintre cele mai frecvente și costisitoare greșeli făcute în timpul specificației. Un descărcător sub-comandat va începe să conducă în condiții de defecțiune la pământ, va acumula căldură pe care nu o poate disipa și, în cele din urmă, va eșua.
Paratrăsnet VICTORY 33KV
MCOV: Specificația care este omisă prea des
MCOV înseamnă Tensiune Maximă Continuă de Operare. În standardele IEC, îl veți vedea scris și ca Uc. Este cea mai mare tensiune la care descărcătorul poate sta continuu, în condiții normale de funcționare, fără a se degrada în timp.
Acest lucru contează deoarece descărcătorul este întotdeauna conectat între fază și pământ. Chiar și atunci când nu are loc nicio supratensiune, tensiunea normală de la fază-la-pământ este constant. În timpul unei defecțiuni pe o altă fază, acea tensiune crește temporar. Descărcătorul trebuie să reziste fără să conducă și fără să se gătească singur în acest proces.
Cifrele se descompun aproximativ astfel:
- Un descărcător de 9 kV pentru un sistem de 11 kV va avea un MCOV de aproximativ 7,65 kV
- Un descărcător de 36 kV pentru un sistem de 33 kV se află de obicei la aproximativ 29 kV
- Un descărcător de 42 kV, care oferă o marjă puțin mai mare, ajunge în jur de 34 kV
Când examinați o fișă de date, nu vă uitați doar la tensiunea nominală. Verificați MCOV cu tensiunea maximă reală de la linie-la-masă a sistemului dvs., inclusiv toleranța normală de funcționare, care este de obicei plus sau minus 10% din valoarea nominală. Acesta este numărul care vă spune cu adevărat dacă descărcătorul este confortabil în rețeaua dvs.
Clasa de distribuție vs Clasa de stație
Descărcătoarele de 11 kV sunt aproape întotdeauna clasa de distribuție. Sunt proiectate pentru linii aeriene, transformatoare montate pe stâlp-, unități principale inelare și aplicații similare. Sunt mai ușoare, mai mici și au un preț pentru implementare în masă în rețelele de distribuție.
Descărcătoarele de 33 kV de la stațiile de rețea sunt complet diferit. Acestea sunt de obicei din Clasa Station, ceea ce înseamnă o capacitate de absorbție mai mare a energiei, cote mai bune de rezistență la scurt-circuit (unele standarde le testează până la 63.000 A), distanțe de fuga mai mari pentru medii de coastă sau industriale și o limitare mai robustă a defecțiunilor interne. Acestea nu sunt interschimbabile cu unitățile din clasa de distribuție, iar diferența de cost reflectă diferențe reale de inginerie, nu doar o creștere a tensiunii.
La o substație de distribuție tipică de 33/11 kV, partea de intrare de 33 kV are nevoie de protecție din clasa stației, în timp ce alimentatoarele de ieșire de 11 kV pot utiliza hardware de clasă de distribuție. Dacă vă aprovizionați pentru ambele părți ale unei astfel de substații, gama de produse de 33 kV de la Victory Electric include descărcători de clasă-stație și accesorii de protecție de medie-tensiune asociate care acoperă partea de-tensiune mai mare a instalației respective.
Tensiunea reziduală și marja de protecție
Când comparați de fapt două descărcătoare cap la cap, cel mai util număr este tensiunea reziduală, uneori numită tensiune de descărcare sau nivel de protecție împotriva trăsnetului. Se măsoară la 10kA cu o formă de undă de 8/20μs și vă spune câtă tensiune lasă descărcătorul în timpul unei supratensiuni.
Cu cât tensiunea reziduală este mai mică, cu atât protecția este mai bună. Dar, de asemenea, trebuie să rămână cu mult sub nivelul de bază al izolației impulsurilor (BIL) al echipamentului dumneavoastră. O marjă de protecție confortabilă este de obicei în jur de 20 până la 30%.
Pentru un sistem de 11 kV cu un BIL de 75 kV, tensiunea reziduală a descărcătorului ar trebui să fie în mod ideal sub aproximativ 53 kV. Pentru un sistem de 33 kV în care BIL este de obicei de 170 kV, tensiunea reziduală ar trebui să rămână sub aproximativ 120 kV. Dacă comparați unități de la diferiți furnizori, utilizați coloana 10kA de pe fișa de date ca punct de comparație și alegeți numărul mai mic.
Câteva greșeli care merită evitate
Presupunând că rețeaua dvs. de 33 kV este împămânțată solid, fără a fi verificată. O mulțime de infrastructuri vechi de 33 kV rulează în configurații delta sau de impedanță-împământate. Confirmați întotdeauna cu operatorul de rețea înainte de a scrie specificația.
Cu vedere la distanța de fuga în medii murdare. Substațiile de coastă și amplasamentele din apropierea emisiilor industriale au nevoie de flux extins, de obicei 25 mm/kV sau mai mult. Pe echipamentele de 33 kV, asta se adaugă la o diferență fizică semnificativă în lungimea izolatorului.
Potrivirea tensiunii nominale fără a verifica MCOV. Două opritoare cu același Ur pot avea MCOV-uri diferite. Cel cu MCOV mai mic ar putea fi bine pe hârtie, dar se luptă în condițiile reale ale rețelei.
Punerea hardware de clasa de distribuție pe o bară de 33 kV. Nivelurile de energie și expunerea la defecțiuni la barele de distribuție ale stației sunt în afara celor pentru care sunt proiectate descărcătoarele din clasa de distribuție. Clasa de stație nu este opțională în acest context.
Versiunea Scurtă
Diferența fundamentală dintre un descărcător de 11 kV și un descărcător de 33 kV nu este doar tensiunea de pe etichetă. Se reduce la modul de împământare a rețelei, ceea ce conduce la calculul tensiunii nominale, cerința MCOV și clasa descărcătorului. Un descărcător de 11 kV pe o rețea solid împământat poate fi dimensionat conservator și păstrat simplu. Paratrăsnetul de 33KV, care funcționează într-o rețea dezgropată sau delta, trebuie să fie evaluat mai mult decât v-ați aștepta, specificat la clasa de stație și verificat cu atenție în condițiile reale de defecțiune.
Dacă aveți îndoieli, lucrați conform IEC 60099-4, confirmați aranjamentul de împământare și nu tratați alegerea descărcătorului ca pe un exercițiu de bifare.