Якщо ви вибираєте грозовідвід для мережі середньої-напруги, перше запитання, яке зазвичай виникає, досить просте: чи потрібен мені блок на 11 кВ чи на 33 кВ? Відповідь звучить очевидною, але процес вибору набагато менш простий, ніж просто зіставлення етикетки розрядника з напругою вашої системи. Зрозумійте це неправильно, і ви побачите пристрій, який або не захищає, або, що ще гірше, проводить, коли цього не повинно бути.
У цьому посібнику описано реальні відмінності між розрядниками 11 кВ і 33 кВ, охоплюючи номінальну напругу, вимоги до заземлення, клас розрядника та характеристики, які насправді мають значення, коли ви приймаєте рішення про закупівлю.
Блискавковідвідник
Коротка довідкова таблиця
| Параметр | Система 11 кВ | Система 33 кВ |
|---|---|---|
| Типове заземлення | Твердо заземлений (зірка) | Не-ефективно заземлений (трикутник) |
| Рекомендована номінальна напруга (Ur) | 9кВ | від 36 кВ до 42 кВ |
| MCOV | ~7,65 кВ | ~29 кВ до 34 кВ |
| Номінальний струм розряду | 10 кА | 10 кА |
| Клас розрядника | Клас розподілу | Клас станції |
| BIL | 75кВ | 170кВ |
| Стандартний | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
Частина, яку більшість людей помиляється: це стосується заземлення, а не лише напруги
Ось те, що бентежить багатьох інженерів: номінальна напруга грозовідвідника не збігається з напругою системи. Вибране вами число значною мірою залежить від того, як ваша мережа заземлена, і саме тут системи 11 кВ і 33 кВ поводяться дуже по-різному.
Більшість мереж 11 кВ мають тверде заземлення. Зірка трансформатора з’єднана безпосередньо із землею, що означає, що під час одного-замикання фази напруга на двох інших фазах залишається відносно стабільною, не перевищуючи приблизно 80% напруги--лінія. Через це інженери зазвичай розраховують розрядник на 0,8 напруги системи. Для мережі 11 кВ це відповідає номінальній напрузі близько 9 кВ. Це простий розрахунок, і отриманий пристрій є компактним, економічно-ефективним і добре-пристосованим для-розповсюдження рівня захисту.Блискавкозрядник 11 кВнаприклад, від Victory Electric, побудовано саме на цій специфікації-класу розподілу з полімерним корпусом і варисторами з оксиду цинку, оптимізованими для цього робочого середовища.
Системи 33 кВ – це зовсім інша ситуація. Значна частина мереж 33 кВ, зокрема в Азії, Африці та частинах Європи, використовує обмотки трансформаторів, з’єднані трикутником. Обмотки трикутника не мають нейтральної точки, тому немає прямого шляху до землі. Коли виникає несправність на одній фазі, напруга на здорових фазах може підвищуватися до повної напруги мережі, іноді трохи вище. Це означає, що розрядник має бути розрахований на безперервну роботу, і множник 0,8 більше не застосовується. Замість цього номінальна напруга встановлюється на рівні 100% напруги системи або вище, тому розрядники на 33 кВ зазвичай мають номінали від 36 кВ до 42 кВ залежно від бажаного запасу міцності електромережі.
Застосування логіки вибору 11 кВ до aБлискавкозрядник 33 кВє однією з найпоширеніших і дорогих помилок, які допускаються під час специфікації. Розрядник із заниженими- номінальними характеристиками почне проводити провідність під час замикання на землю, накопичуватиме тепло, яке не зможе розсіяти, і зрештою вийде з ладу.
Блискавкозрядник VICTORY 33KV
MCOV: Специфікація, яку пропускають занадто часто
MCOV означає максимальну безперервну робочу напругу. У стандартах IEC ви також побачите це як Uc. Це найвища напруга, яку розрядник може витримувати безперервно за нормальних робочих умов без погіршення з часом.
Це важливо, оскільки розрядник завжди підключений між фазою та землею. Навіть якщо немає стрибків напруги, на ньому постійно перебуває звичайна напруга-–-земля. Під час несправності іншої фази ця напруга тимчасово підвищується. Розрядник повинен триматися, не проводячи, і не варячи себе в процесі.
Цифри розподіляються приблизно так:
- Розрядник на 9 кВ для системи 11 кВ матиме MCOV близько 7,65 кВ
- Розрядник з номінальним значенням 36 кВ для системи 33 кВ зазвичай має напругу близько 29 кВ
- Розрядник з номінальною напругою 42 кВ, який дає трохи більше запасу, досягає близько 34 кВ
Коли ви переглядаєте таблицю даних, не просто дивіться на номінальну напругу. Перевірте MCOV відносно фактичної максимальної напруги-до-землі вашої системи, включаючи нормальний робочий допуск, який зазвичай становить плюс-мінус 10% від номінального. Це число, яке дійсно скаже вам, чи зручно розрядник у вашій мережі.
Клас розподілу проти класу станції
Розрядники 11 кВ майже завжди мають клас розподілу. Вони розроблені для повітряних ліній, трансформаторів-на опорах, кільцевих головних блоків тощо. Вони легші, менші та доступні для масового розгортання в мережах розповсюдження.
Розрядники 33 кВ на мережевих підстанціях – це зовсім інший рівень. Зазвичай вони належать до класу станцій, що означає вищу здатність поглинати енергію, кращі-номінальні показники стійкості до короткого замикання (деякі стандарти випробовують їх до 63 000 А), більші шляхи витоку для прибережних або промислових середовищ і надійнішу внутрішню захист від пошкоджень. Вони не взаємозамінні з блоками класу розподілу, і різниця у вартості відображає реальні інженерні відмінності, а не лише підвищення напруги.
На типовій розподільній підстанції 33/11 кВ вхідна сторона 33 кВ потребує захисту класу станції, тоді як вихідні фідери 11 кВ можуть використовувати обладнання класу розподілу. Якщо ви берете джерело для обох боків такої підстанції, асортимент продукції Victory Electric 33 кВ включає розрядники-станційного класу та відповідні аксесуари для захисту середньої-напруги, які охоплюють сторону вищої-напруги цієї установки.
Залишкова напруга та запас захисту
Коли ви фактично порівнюєте два розрядники голова до голови, найбільш корисним числом є залишкова напруга, яку іноді називають напругою розряду або рівнем захисту від блискавки. Він вимірюється при 10 кА з формою хвилі 8/20 мкс і повідомляє вам, яку напругу пропускає розрядник під час стрибка напруги.
Чим нижча залишкова напруга, тим кращий захист. Але він також повинен залишатися значно нижчим базового рівня ізоляції імпульсів (BIL) вашого обладнання. Комфортний запас захисту зазвичай становить близько 20-30%.
Для системи 11 кВ із BIL 75 кВ залишкова напруга розрядника в ідеалі має бути нижче приблизно 53 кВ. Для системи 33 кВ, де BIL зазвичай становить 170 кВ, залишкова напруга повинна залишатися нижче приблизно 120 кВ. Якщо ви порівнюєте блоки від різних постачальників, використовуйте стовпець 10 кА в таблиці даних як точку порівняння та виберіть нижче число.
Кілька помилок, яких варто уникати
Припустимо, що ваша мережа 33 кВ надійно заземлена без перевірки. Багато застарілої інфраструктури 33 кВ працює на конфігураціях із заземленням на трикутник або імпеданс-. Завжди уточнюйте в оператора мережі, перш ніж писати специфікацію.
З огляду на шлях витоку в забрудненому середовищі. Прибережні підстанції та об’єкти поблизу промислових викидів потребують подовженого шляху витоку, як правило, 25 мм/кВ або більше. На обладнанні 33 кВ це призводить до значної фізичної різниці в довжині ізолятора.
Відповідність номінальної напруги без перевірки MCOV. Два розрядники з однаковим Ur можуть мати різні MCOV. Той, у якого нижчий MCOV, може бути непоганим на папері, але матиме проблеми з реальними умовами мережі.
Встановлення обладнання класу розподілу на шину 33 кВ. Рівні енергії та вплив пошкоджень на шинах підстанції виходять за межі того, для якого призначені розрядники класу розподілу. Клас станції не є необов’язковим у цьому контексті.
Коротка версія
Принципова різниця між розрядником 11 кВ і розрядником 33 кВ полягає не тільки в напрузі на етикетці. Це зводиться до того, як мережа заземлена, що керує обчисленням номінальної напруги, вимоги MCOV і класу розрядника. Розрядник напругою 11 кВ у надійно заземленій мережі може мати консервативні розміри та бути простим. Розрядник блискавки 33 кВ, який зазвичай працює в незаземленій або дельта-мережі, потребує вищого рейтингу, ніж ви могли б очікувати, зазначеного в класі станції та ретельно перевіреного на реальні умови несправності.
Якщо ви сумніваєтеся, працюйте згідно з IEC 60099-4, підтвердьте своє заземлення та не сприймайте вибір розрядника як вправу для встановлення галочок.