Pokud specifikujete bleskojistku pro síť středního-napětí, první otázka, která se obvykle objeví, je dostatečně jednoduchá: potřebuji 11kV nebo 33kV jednotku? Odpověď zní jasně, ale proces výběru je mnohem méně přímočarý než pouhé přizpůsobení štítku svodiče napětí vašeho systému. Nechápejte to a díváte se na zařízení, které buď neochrání, nebo, což je horší, vede, když by nemělo.
Tato příručka vás provede skutečnými rozdíly mezi svodiči 11 kV a 33 kV, zahrnuje jmenovité hodnoty napětí, požadavky na uzemnění, třídu svodiče a specifikace, na kterých skutečně záleží, když se rozhodujete o nákupu.
Bleskojistka
Rychlá referenční tabulka
| Parametr | 11kV systém | Systém 33kV |
|---|---|---|
| Typické uzemnění | Pevně uzemněný (hvězda) | Ne-efektivně uzemněné (delta) |
| Doporučené jmenovité napětí (Ur) | 9 kV | 36kV až 42kV |
| MCOV | ~7,65 kV | ~29 kV až 34 kV |
| Jmenovitý vybíjecí proud | 10 kA | 10 kA |
| Zatýkací třída | Distribuční třída | Třída stanice |
| BIL | 75 kV | 170 kV |
| Norma | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
Část, kterou se většina lidí mýlí: Je to o uzemnění, nejen o napětí
Zde je něco, co mnoho inženýrů zaskočí: jmenovité napětí bleskojistky není stejné jako systémové napětí. Číslo, které si vyberete, závisí do značné míry na tom, jak je vaše síť uzemněna, a to je místo, kde systémy 11 kV a 33 kV mají tendenci se chovat velmi odlišně.
Většina 11kV sítí je pevně uzemněna. Hvězdicový bod transformátoru je připojen přímo k zemi, což znamená, že během jedné-poruchy fáze zůstává napětí na ostatních dvou fázích relativně stabilní a nestoupá na více než 80 % napětí mezi -na-síťovou linkou. Z tohoto důvodu inženýři obvykle dimenzují svodič na 0,8násobek napětí systému. Pro 11kV síť to vychází na jmenovité napětí kolem 9kV. Jde o jednoduchý výpočet a výsledné zařízení je kompaktní,{12}}efektivní z hlediska nákladů a dobře{13}}vhodné pro úroveň ochrany na úrovni distribuce{14}.11KV bleskojistkanapříklad od Victory Electric je postaven přesně na této specifikaci distribuční-třídy, s polymerovým pouzdrem a sestavou varistorů z oxidu zinečnatého optimalizovanými pro dané provozní prostředí.
33kV systémy jsou úplně jiná situace. Velká část sítí 33 kV, zejména v Asii, Africe a částech Evropy, používá vinutí transformátorů zapojené do trojúhelníku. Delta vinutí nemají neutrální bod, takže k zemi nevede žádná přímá cesta. Když dojde k poruše na jedné fázi, napětí na zdravých fázích se může vyšplhat až na plné síťové napětí, někdy i o něco vyšší. To znamená, že svodič musí být dimenzován tak, aby to zvládal nepřetržitě, a multiplikátor 0,8 již neplatí. Místo toho je jmenovité napětí nastaveno na 100 % napětí systému nebo vyšší, což je důvod, proč svodiče 33 kV obvykle nesou jmenovité hodnoty 36 kV až 42 kV v závislosti na preferovaném bezpečnostním rozpětí dodavatele.
Použití logiky výběru 11kV na a33KV bleskojistkaje jednou z nejčastějších a nejdražších chyb při specifikaci. Svodič pod-svodičem začne vést během zemního spojení, vytvoří teplo, které nemůže odvést, a nakonec selže.
VICTORY 33KV bleskojistka
MCOV: Specifikace, která se příliš často přeskakuje
MCOV je zkratka pro Maximum Continuous Operating Voltage. V normách IEC to také uvidíte napsané jako Uc. Je to nejvyšší napětí, na které může svodič trvale sedět za normálních provozních podmínek, aniž by časem degradoval.
To je důležité, protože svodič je vždy zapojen mezi fázi a zemi. I když nedochází k žádnému přepětí, normální fáze -k-uzemnění na něm neustále sedí. Během poruchy na jiné fázi toto napětí dočasně vzroste. Svodič se musí držet bez vedení a bez vaření.
Čísla se rozkládají zhruba takto:
- Svodič s jmenovitým napětím 9 kV pro systém 11 kV bude mít MCOV přibližně 7,65 kV
- Svodič s jmenovitým napětím 36 kV pro systém 33 kV má obvykle napětí kolem 29 kV
- Svodič s jmenovitým napětím 42 kV, který poskytuje o něco větší rezervu, dosahuje kolem 34 kV
Když si prohlížíte datový list, nedívejte se pouze na jmenovité napětí. Porovnejte MCOV se skutečným maximálním napětím mezi vedením-k{2}}země vašeho systému, včetně normální provozní tolerance, která je obvykle plus nebo mínus 10 % jmenovité hodnoty. To je číslo, které skutečně říká, zda je svodič ve vaší síti pohodlný.
Distribuční třída vs. třída stanice
Svodiče 11kV jsou téměř vždy distribuční třídy. Jsou navrženy pro venkovní vedení, transformátory- montované na sloup, kruhové hlavní jednotky a podobné aplikace. Jsou lehčí, menší a cenově dostupné pro hromadné nasazení v distribučních sítích.
Svodiče 33 kV v rozvodnách sítě jsou úplně jiná vrstva. Typicky jsou třídy Station, což znamená vyšší kapacitu absorpce energie, lepší odolnost proti zkratu- (některé normy je testují až na 63 000 A), delší povrchové vzdálenosti pro pobřežní nebo průmyslové prostředí a robustnější vnitřní ochranu proti poruchám. Ty nejsou zaměnitelné s jednotkami distribuční třídy a rozdíl v nákladech odráží skutečné technické rozdíly, nejen zvýšení napětí.
V typické distribuční rozvodně 33/11 kV potřebuje vstupní strana 33 kV ochranu třídy stanice, zatímco vývody 11 kV mohou používat hardware distribuční třídy. Pokud odebíráte zdroje pro obě strany takové rozvodny, řada 33kV produktů Victory Electric zahrnuje svodiče-třídy stanic a související příslušenství pro ochranu středního-napětí, které pokrývá vyšší-stranu této instalace.
Zbytkové napětí a ochranná rezerva
Když ve skutečnosti porovnáváte dva svodiče mezi sebou, nejužitečnější číslo je zbytkové napětí, někdy nazývané vybíjecí napětí nebo úroveň ochrany před bleskem. Měří se při 10 kA s průběhem 8/20 μs a říká vám, jaké napětí svodič propustí při přepětí.
Čím nižší zbytkové napětí, tím lepší ochrana. Ale také musí zůstat hluboko pod úrovní základní impulzní izolace (BIL) vašeho zařízení. Pohodlná ochranná rezerva se obvykle pohybuje kolem 20 až 30 %.
Pro 11kV systém s BIL 75kV by zbytkové napětí svodiče mělo ideálně ležet pod cca 53kV. U systému 33 kV, kde je BIL typicky 170 kV, by zbytkové napětí mělo zůstat pod přibližně 120 kV. Pokud porovnáváte jednotky od různých dodavatelů, použijte jako srovnávací bod sloupec 10kA v datovém listu a vyberte nižší číslo.
Pár chyb, kterým stojí za to se vyhnout
Za předpokladu, že vaše 33kV síť je pevně uzemněna bez kontroly. Mnoho staré 33kV infrastruktury běží na konfiguraci delta nebo impedanci{3}}uzemněnou. Před napsáním specifikace vždy potvrďte u provozovatele sítě.
Přehlíží povrchovou vzdálenost ve špinavém prostředí. Pobřežní rozvodny a lokality v blízkosti průmyslových emisí vyžadují delší povrchovou cestu, obvykle 25 mm/kV nebo více. U 33kV zařízení to přispívá k významnému fyzickému rozdílu v délce izolátoru.
Odpovídající jmenovité napětí bez kontroly MCOV. Dva svodiče se stejným Ur mohou mít různé MCOV. Ten s nižším MCOV může být na papíře v pořádku, ale ve skutečných podmínkách sítě bude mít problémy.
Umístění hardwaru distribuční třídy na přípojnici 33kV. Úrovně energie a vystavení poruchám na přípojnicích rozvodny jsou mimo rozsah, pro který jsou svodiče distribuční třídy určeny. Třída stanice není v tomto kontextu volitelná.
Krátká verze
Zásadní rozdíl mezi 11kV a 33kV svodičem není jen napětí na štítku. Jde o to, jak je síť uzemněna, což řídí výpočet jmenovitého napětí, požadavek MCOV a třídu svodiče. Svodič 11 kV na pevně uzemněné síti může být dimenzován konzervativně a jednoduše. 33KV Lightning Arrester, pracující v typicky neuzemněné nebo delta síti, musí mít vyšší hodnocení, než byste očekávali, specifikované na třídě stanice a pečlivě ověřené proti skutečným poruchovým stavům.
Pokud si nejste jisti, postupujte podle normy IEC 60099-4, ověřte své uzemnění a nepovažujte výběr svodiče za odškrtávací cvičení.