Ha egy középfeszültségű{0}}hálózathoz ad meg villámhárítót, akkor az első kérdés, amely általában elég egyszerű: 11 kV-os vagy 33 kV-os egységre van szükségem? A válasz kézenfekvőnek tűnik, de a kiválasztási folyamat sokkal kevésbé egyszerű, mint a levezető címkéjének a rendszerfeszültséghez való igazítása. Tévedsz, és olyan eszközt keresel, amely vagy nem véd, vagy ami még rosszabb, akkor működik, amikor nem kellene.
Ez az útmutató végigvezeti a 11 kV-os és a 33 kV-os levezetők közötti valódi különbségeket, kiterjed a névleges feszültségre, a földelési követelményekre, a levezető osztályra és azokra a specifikációkra, amelyek valóban számítanak a beszerzési döntés meghozatalakor.
Villámhárító
Gyors referencia táblázat
| Paraméter | 11kV rendszer | 33kV rendszer |
|---|---|---|
| Tipikus földelés | Szilárd földelés (csillag) | Nem{0}} hatékonyan földelt (delta) |
| Ajánlott névleges feszültség (Ur) | 9kV | 36kV-tól 42kV-ig |
| MCOV | ~7,65kV | ~29kV-tól 34kV-ig |
| Kisülési áram besorolása | 10 kA | 10 kA |
| Letartóztató osztály | Elosztási osztály | Állomás osztály |
| BIL | 75kV | 170kV |
| Standard | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
Amiben a legtöbb ember téved: a földelésről van szó, nem csak a feszültségről
Itt van valami, ami sok mérnököt megzavar: a villámhárító névleges feszültsége nem egyezik meg a rendszer feszültségével. A választott szám nagymértékben függ a hálózat földelésének módjától, és ez az, ahol a 11 kV-os és a 33 kV-os rendszerek nagyon eltérően viselkednek.
A legtöbb 11 kV-os hálózat szilárdan földelt. A transzformátor csillagpontja közvetlenül a földhöz van kötve, ami azt jelenti, hogy egyetlen-fázisú hiba esetén a másik két fázis feszültsége viszonylag stabil marad, és nem emelkedik meg a vonali---vonali feszültség körülbelül 80%-ára. Emiatt a mérnökök általában a rendszerfeszültség 0,8-szorosára méretezik a levezetőt. Egy 11 kV-os hálózatnál ez körülbelül 9 kV névleges feszültségig működik. Ez egy egyszerű számítás, és az eredményül kapott eszköz kompakt,{12}}költséghatékony, és jól-alkalmas terjesztési-szintű védelemre.A 11KV-os villámhárítóA Victory Electric terméke például pontosan erre a disztribúciós{0}}osztály-specifikációra épül, polimer házzal és az adott működési környezetre optimalizált cink-oxid varisztorral.
A 33 kV-os rendszerek teljesen más helyzetet képviselnek. A 33 kV-os hálózatok nagy része, különösen Ázsiában, Afrikában és Európa egyes részein, delta-kapcsolt transzformátortekercseket használ. A delta tekercseknek nincs semleges pontja, így nincs közvetlen út a földhöz. Ha az egyik fázisban hiba lép fel, az egészséges fázisokon a feszültség egészen a teljes hálózati feszültségig emelkedhet, néha kicsit magasabbra is. Ez azt jelenti, hogy a levezetőt úgy kell minősíteni, hogy ezt folyamatosan kezelje, és a 0,8-as szorzó már nem érvényes. Ehelyett a névleges feszültség a rendszerfeszültség 100%-ára vagy afelettire van beállítva, ezért a 33 kV-os levezetők jellemzően 36 kV és 42 kV közötti névleges feszültséggel rendelkeznek, a közszolgáltató által preferált biztonsági ráhagyástól függően.
A 11kV-os kiválasztási logika alkalmazása a33KV villámhárítóa specifikáció során elkövetett egyik leggyakoribb és legdrágább hiba. Az alulértékelt levezető földzárlati körülmények között vezetni kezd, hőt termel, amelyet nem tud elvezetni, és végül meghibásodik.
VICTORY 33KV villámhárító
MCOV: A túl gyakran átugrott specifikáció
Az MCOV a Maximum Continuous Operating Voltage rövidítése. Az IEC szabványokban Uc-ként is megjelenik. Ez a legmagasabb feszültség, amelyen a levezető folyamatosan, normál üzemi körülmények között tud működni anélkül, hogy az idő múlásával leromlana.
Ez azért fontos, mert a levezető mindig a fázis és a föld közé van kötve. Még akkor is, ha nem történik túlfeszültség, a normál fázisú-földelés{2}}feszültség állandóan rajta van. Egy másik fázis hibája esetén ez a feszültség átmenetileg megemelkedik. A levezetőnek ki kell tartania anélkül, hogy vezetne, és anélkül, hogy közben magát főzné.
A számok nagyjából a következőképpen oszlanak meg:
- A 9 kV-os névleges levezető 11 kV-os rendszerhez körülbelül 7,65 kV MCOV-val rendelkezik
- A 36 kV-os névleges levezető egy 33 kV-os rendszerhez általában 29 kV körüli feszültséggel rendelkezik
- Egy 42 kV-os névleges levezető, amely valamivel több tartalékot ad, eléri a 34 kV körüli feszültséget
Amikor áttekint egy adatlapot, ne csak a névleges feszültséget nézze. Ellenőrizze az MCOV-t a rendszer tényleges maximális vezeték---földfeszültségéhez, beleértve a normál működési tűréshatárt is, amely általában a névleges érték plusz-mínusz 10%-a. Ez az a szám, amely valóban megmondja, hogy a levezető jól érzi-e magát a hálózatban.
Elosztási osztály vs állomás osztály
A 11 kV-os levezetők szinte mindig elosztó osztályúak. Felsővezetékekhez, oszlopra{2}}szerelt transzformátorokhoz, gyűrűs főegységekhez és hasonló alkalmazásokhoz tervezték. Könnyebbek, kisebbek, és az elosztóhálózatokon keresztüli tömeges telepítéshez megfelelő árúak.
A hálózati alállomások 33 kV-os levezetői teljesen más szintet képviselnek. Jellemzően Station Class osztályúak, ami nagyobb energiaelnyelő képességet, jobb rövidzár{2}}ellenállást (egyes szabványok akár 63 000 A-ig is tesztelik), hosszabb kúszási távolságot tengerparti vagy ipari környezetben, valamint robusztusabb belső hibaelhárítást jelent. Ezek nem cserélhetők fel az elosztó osztályú egységekkel, és a költségkülönbség valódi mérnöki különbségeket tükröz, nem csak a feszültség növekedését.
Egy tipikus 33/11kV-os elosztó alállomáson a 33kV-os bejövő oldal állomásosztályú védelmet igényel, míg a 11kV-os kimenő betáplálók elosztóosztályú hardvert használhatnak. Ha egy ilyen alállomás mindkét oldalát szerzi be, a Victory Electric 33 kV-os termékpalettája állomási-osztályú levezetőket és a hozzájuk tartozó középfeszültség{7}}tartozékokat tartalmaz, amelyek lefedik a berendezés magasabb-feszültségű oldalát.
Maradékfeszültség és védelmi határ
Ha valójában két levezetőt hasonlítunk össze, a leghasznosabb szám a maradékfeszültség, amelyet néha kisülési feszültségnek vagy villámvédelmi szintnek is neveznek. 10 kA-en mérik 8/20 μs hullámformával, és megmutatja, mekkora feszültséget enged át a levezető túlfeszültség alatt.
Minél kisebb a maradék feszültség, annál jobb a védelem. De jóval a berendezés alapimpulzusszigetelési szintje (BIL) alatt kell maradnia. A kényelmes védelmi ráhagyás általában 20-30% körül van.
Egy 11 kV-os rendszernél, amelynek BIL feszültsége 75 kV, a levezető maradékfeszültségének ideális esetben körülbelül 53 kV alatt kell lennie. Egy 33 kV-os rendszerben, ahol a BIL jellemzően 170 kV, a maradékfeszültségnek 120 kV alatt kell maradnia. Ha különböző beszállítók egységeit hasonlítja össze, használja az adatlap 10 kA oszlopát összehasonlítási pontként, és válassza az alacsonyabb számot.
Néhány hiba, amit érdemes elkerülni
Feltételezve, hogy a 33 kV-os hálózat szilárdan földelt ellenőrzés nélkül. Sok régi 33 kV-os infrastruktúra delta vagy impedancia{3}}földelt konfigurációkon működik. A specifikáció megírása előtt mindig egyeztessen a hálózat üzemeltetőjével.
Koszos környezetben a kúszási távolságra nyílik kilátás. A part menti alállomások és az ipari kibocsátás közelében lévő telephelyek meghosszabbított kúszást igényelnek, jellemzően 25 mm/kV vagy több. A 33 kV-os berendezéseken ez jelentős fizikai különbséget jelent a szigetelő hosszában.
A névleges feszültség illesztése az MCOV ellenőrzése nélkül. Két azonos Ural rendelkező levezetőnek különböző MCOV-ja lehet. Az alacsonyabb MCOV-val rendelkező készülék papíron jó lehet, de a tényleges hálózati körülmények között nehézségekbe ütközik.
Elosztó osztályú hardver elhelyezése 33 kV-os gyűjtősínre. Az alállomási gyűjtősíneken az energiaszintek és a hibaexpozíció kívül esik az elosztási osztályú levezetők tervezésénél. Az állomásosztály ebben az összefüggésben nem kötelező.
A Rövid változat
Az alapvető különbség a 11 kV-os és a 33 kV-os levezető között nem csak a címkén feltüntetett feszültség. Ez a hálózat földelésének módjától függ, ami a névleges feszültség számítását, az MCOV követelményt és a levezető osztályt határozza meg. Egy szilárd földelt hálózaton lévő 11 kV-os levezető konzervatívan méretezhető és egyszerű. A tipikusan földeletlen vagy delta hálózatban működő 33 KV-s villámhárítót a vártnál magasabb minősítéssel kell ellátni, állomásosztályon kell megadni, és gondosan ellenőrizni kell a valós hibaállapotokkal szemben.
Ha kétségei vannak, dolgozzon az IEC 60099-4 szerint, erősítse meg a földelési elrendezést, és ne kezelje a levezető kiválasztását négyzet-ketyegő gyakorlatként.