11kV срещу 33kV мълниеотвод: Какво всъщност е различното и как да изберете правилния

Ако избирате мълниеприемник за мрежа със средно{0}}напрежение, първият въпрос, който обикновено възниква, е достатъчно прост: трябва ли ми устройство за 11 kV или за 33 kV? Отговорът звучи очевидно, но процесът на избор е много по-малко лесен от простото съпоставяне на етикета на разрядника с напрежението на вашата система. Вземете го погрешно и гледате към устройство, което или не успява да защити, или, по-лошо, провежда, когато не трябва.

Това ръководство разглежда реалните разлики между 11 kV и 33 kV отводители, като обхваща номиналното напрежение, изискванията за заземяване, класа на отводителя и спецификациите, които действително имат значение, когато вземате решение за поръчка.

Мълниеприемник

Таблица за бърза справка

Частта, която повечето хора грешат: става дума за заземяване, а не само за напрежение

Ето нещо, което спъва много инженери: номиналното напрежение на мълниеотвода не е същото като системното напрежение. Числото, което избирате, зависи до голяма степен от това как е заземена вашата мрежа и това е мястото, където 11kV и 33kV системите са склонни да се държат много различно.

Повечето 11kV мрежи са плътно заземени. Звездата на трансформатора е свързана директно към земята, което означава, че по време на една-фазова повреда, напрежението на другите две фази остава относително стабилно, повишавайки се до не повече от около 80% от напрежението линия-към- линия. Поради това инженерите обикновено оразмеряват разрядника на 0,8 пъти системното напрежение. За мрежа от 11kV, това работи до номинално напрежение от около 9kV. Това е лесно изчисление и полученото устройство е компактно,-рентабилно и много-подходящо за-защита на ниво разпространение.11KV мълниеотводот Victory Electric, например, е изграден точно около тази спецификация-клас на разпределение, с полимерен корпус и стек от варистор от цинков оксид, оптимизиран за тази работна среда.

33kV системите са напълно различна ситуация. Голяма част от 33kV мрежи, особено в Азия, Африка и части от Европа, използват делта-свързани трансформаторни намотки. Делта намотките нямат неутрална точка, така че няма пряк път към земята. Когато възникне повреда на една фаза, напрежението на здравите фази може да се покачи чак до пълното мрежово напрежение, понякога малко по-високо. Това означава, че отводителят трябва да бъде оценен да се справя с това непрекъснато и множителят 0,8 вече не се прилага. Вместо това, номиналното напрежение е зададено на 100% от напрежението на системата или по-високо, поради което отводителите за 33kV обикновено имат номинални стойности от 36kV до 42kV в зависимост от предпочитания от доставчика запас на безопасност.

Прилагане на логиката за избор на 11 kV към a33KV мълниеотводе една от най-често срещаните и скъпи грешки, допускани по време на спецификацията. Ниско{1}}отводител ще започне да провежда по време на условия на заземяване, ще натрупа топлина, която не може да разсее, и в крайна сметка ще се повреди.

Мълниеприемник VICTORY 33KV

MCOV: Спецификацията, която се пропуска твърде често

MCOV означава максимално продължително работно напрежение. В стандартите на IEC ще го видите също като Uc. Това е най-високото напрежение, на което отводителят може да поддържа непрекъснато, при нормални работни условия, без да се влошава с времето.

Това има значение, тъй като разрядникът винаги е свързан между фаза и земя. Дори когато не се случва пренапрежение, нормалното напрежение фаза-към-земята постоянно се намира върху него. По време на повреда на друга фаза това напрежение се повишава временно. Отводителят трябва да се задържи без провеждане и без да се готви в процеса.

Числата се разбиват приблизително така:

• Отводител с номинал 9kV за система от 11kV ще има MCOV от около 7,65kV
• Отводител с номинал 36 kV за система от 33 kV обикновено се намира на около 29 kV
• Отводител с номинална стойност 42 kV, който дава малко повече резерв, достига около 34 kV

Когато преглеждате лист с данни, не гледайте само номиналното напрежение. Проверете MCOV спрямо действителното максимално напрежение линия-към-заземяване на вашата система, включително нормалния работен толеранс, който обикновено е плюс или минус 10% от номиналното. Това е числото, което наистина ви казва дали отводителят е удобен във вашата мрежа.

Клас на разпределение срещу клас на станция

Отводителите 11kV почти винаги са с клас на разпределение. Те са проектирани за въздушни линии, монтирани на стълб-трансформатори, пръстеновидни главни блокове и подобни приложения. Те са по-леки, по-малки и имат цена за масово внедряване в разпределителните мрежи.

33kV отводители в подстанциите на мрежата са напълно различно ниво. Те обикновено са от клас станции, което означава по-висок капацитет за поглъщане на енергия, по-добри рейтинги на издръжливост на късо{2}} съединение (някои стандарти ги тестват до 63 000 A), по-дълги разстояния на пълзене за крайбрежни или индустриални среди и по-здраво вътрешно ограничаване на повреди. Те не са взаимозаменяеми с единици от разпределителен клас и разликата в цената отразява реалните инженерни разлики, а не само повишаване на напрежението.

При типична разпределителна подстанция 33/11 kV, входящата страна 33 kV се нуждае от защита от клас на станцията, докато изходящите захранващи устройства 11 kV могат да използват хардуер от клас разпределение. Ако снабдявате и двете страни на такава подстанция, продуктовата гама от 33kV на Victory Electric включва разрядници от клас -станция и свързани аксесоари за защита на средно-напрежение, които покриват страната с по-високо-напрежение на тази инсталация.

Остатъчно напрежение и защитна граница

Когато всъщност сравнявате два разрядника един до друг, най-полезното число е остатъчното напрежение, понякога наричано разрядно напрежение или ниво на мълниезащита. Измерва се при 10 kA с форма на вълната 8/20 μs и ви казва колко напрежение пропуска разрядникът по време на пренапрежение.

Колкото по-ниско е остатъчното напрежение, толкова по-добра е защитата. Но също така трябва да остане доста под нивото на базова импулсна изолация (BIL) на вашето оборудване. Удобният марж на защита обикновено е около 20 до 30%.

За система от 11 kV с BIL от 75 kV, остатъчното напрежение на разрядника в идеалния случай трябва да е под около 53 kV. За система от 33 kV, където BIL обикновено е 170 kV, остатъчното напрежение трябва да остане под около 120 kV. Ако сравнявате единици от различни доставчици, използвайте колоната 10kA в листа с данни като точка за сравнение и изберете по-ниското число.

Няколко грешки, които си струва да избягвате

Ако приемем, че вашата 33kV мрежа е здраво заземена без проверка. Голяма част от наследената 33kV инфраструктура работи на делта или импеданс-заземени конфигурации. Винаги потвърждавайте с мрежовия оператор, преди да напишете спецификацията.

Отчитане на пътя на пълзене в мръсна среда. Крайбрежните подстанции и обекти в близост до промишлени емисии се нуждаят от удължен път на пълзене, обикновено 25 mm/kV или повече. При оборудване от 33 kV това води до значителна физическа разлика в дължината на изолатора.

Съответствие на номиналното напрежение без проверка на MCOV. Два отводителя с еднакъв Ur могат да имат различни MCOV. Този с по-нисък MCOV може да е добре на хартия, но да се бори в действителните ви мрежови условия.

Поставяне на хардуер от разпределителен клас на 33kV шина. Енергийните нива и излагането на повреда в шините на подстанцията са извън това, за което са предназначени отводителите от клас на разпределение. Класът на станцията не е незадължителен в този контекст.

Кратката версия

Основната разлика между 11kV и 33kV отводител не е само напрежението на етикета. Всичко се свежда до това как е заземена мрежата, което управлява изчисляването на номиналното напрежение, изискването за MCOV и класа на разрядника. 11kV разрядник в плътно заземена мрежа може да бъде оразмерен консервативно и да бъде прост. Гръмоотводът 33KV, работещ в типично незаземена или делта мрежа, трябва да бъде оценен по-високо, отколкото бихте очаквали, да бъде посочен в класа на станцията и внимателно да бъде проверен спрямо реални условия на повреда.

Когато се съмнявате, работете от IEC 60099-4, потвърдете устройството си за заземяване и не приемайте избора на разрядник като упражнение за отмятане.