Если вы выбираете грозовой разрядник для сети среднего-напряжения, первый вопрос, который обычно возникает, достаточно прост: нужен ли мне разрядник на 11 кВ или на 33 кВ? Ответ кажется очевидным, но процесс выбора намного сложнее, чем просто сопоставить маркировку разрядника с напряжением вашей системы. Сделайте это неправильно, и вы увидите устройство, которое либо не защищает, либо, что еще хуже, проводит ток, хотя не должно.
В этом руководстве рассматриваются реальные различия между разрядниками на напряжение 11 кВ и 33 кВ, включая номинальные напряжения, требования к заземлению, класс разрядника и характеристики, которые действительно имеют значение при принятии решения о закупке.
Молниеотвод
Краткая справочная таблица
| Параметр | Система 11 кВ | Система 33 кВ |
|---|---|---|
| Типичное заземление | Глубинное заземление (звезда) | Не-эффективно заземленный (треугольник) |
| Рекомендуемое номинальное напряжение (Ur) | 9кВ | от 36 кВ до 42 кВ |
| MCOV | ~7,65 кВ | ~ от 29 кВ до 34 кВ |
| Номинальный ток разряда | 10 кА | 10 кА |
| Класс разрядника | Класс распределения | Класс станции |
| БИЛ | 75кВ | 170кВ |
| Стандартный | МЭК 60099-4 | МЭК 60099-4 |
Часть, которую большинство людей ошибаются: речь идет о заземлении, а не только о напряжении
Вот что сбивает с толку многих инженеров: номинальное напряжение грозозащитного разрядника не совпадает с напряжением системы. Выбранное вами число во многом зависит от способа заземления вашей сети, и именно здесь системы на 11 кВ и 33 кВ имеют тенденцию вести себя совершенно по-разному.
Большинство сетей напряжением 11 кВ имеют глухое заземление. Точка звезды трансформатора подключена непосредственно к земле, а это означает, что во время однофазного замыкания напряжение на двух других фазах остается относительно стабильным, повышаясь не более чем до 80 % линейного---напряжения. По этой причине инженеры обычно выбирают разрядник в 0,8 раза больше напряжения системы. Для сети 11 кВ это соответствует номинальному напряжению около 9 кВ. Это простой расчет, и в результате получается компактное, экономичное,-эффективное и хорошо-подходящее для защиты-уровня распространения.Молниеотвод 11 кВНапример, компания Victory Electric построена именно на этой спецификации класса распределения-, с полимерным корпусом и набором варисторов из оксида цинка, оптимизированными для этой рабочей среды.
В системах 33 кВ ситуация совершенно иная. В большой части сетей напряжением 33 кВ, особенно в Азии, Африке и некоторых частях Европы, используются обмотки трансформаторов, соединенные треугольником. Обмотки треугольника не имеют нейтральной точки, поэтому нет прямого пути к земле. При возникновении неисправности на одной фазе напряжение на исправных фазах может подняться до полного напряжения сети, а иногда и немного выше. Это означает, что разрядник должен быть рассчитан на непрерывную работу, и множитель 0,8 больше не применяется. Вместо этого номинальное напряжение устанавливается на уровне 100% напряжения системы или выше, поэтому разрядники на 33 кВ обычно имеют номиналы от 36 кВ до 42 кВ в зависимости от предпочтительного запаса прочности энергоснабжающей компании.
Применение логики выбора 11 кВ кГрозозащитный разрядник 33 кВ— одна из самых распространенных и дорогостоящих ошибок, допущенных при составлении спецификации. Ограничитель с недостаточной- номинальностью начнет проводить ток при замыкании на землю, будет накапливать тепло, которое не сможет рассеять, и в конечном итоге выйдет из строя.
Молниеотвод ПОБЕДА 33КВ
MCOV: спецификация, которую слишком часто пропускают
MCOV означает максимальное непрерывное рабочее напряжение. В стандартах IEC вы также увидите это как Uc. Это самое высокое напряжение, при котором разрядник может работать постоянно в нормальных условиях эксплуатации, не ухудшаясь с течением времени.
Это важно, поскольку разрядник всегда подключен между фазой и землей. Даже когда скачков напряжения не происходит, на нем постоянно присутствует нормальное напряжение фазы-на-земли. Во время неисправности на другой фазе это напряжение временно возрастает. Разрядник должен удерживаться, не проводя и не приготавливая себя в процессе.
Цифры распределяются примерно так:
- Разрядник на номинальное напряжение 9 кВ для системы 11 кВ будет иметь MCOV около 7,65 кВ.
- Разрядник на номинальное напряжение 36 кВ для системы 33 кВ обычно имеет напряжение около 29 кВ.
- Разрядник на номинал 42 кВ, который дает немного больший запас, достигает около 34 кВ.
Просматривая техническое описание, не смотрите только на номинальное напряжение. Сравните MCOV с фактическим максимальным напряжением линии---земли вашей системы, включая нормальный рабочий допуск, который обычно составляет плюс-минус 10 % от номинального. Это число действительно говорит вам, удобен ли разрядник в вашей сети.
Класс распределения и класс станции
Разрядники на 11 кВ почти всегда относятся к классу распределения. Они предназначены для воздушных линий электропередачи, трансформаторов, устанавливаемых на столбах-, кольцевых силовых сетей и аналогичных устройств. Они легче, меньше и имеют цену для массового развертывания в распределительных сетях.
Разрядники 33 кВ на сетевых подстанциях — это совершенно другой уровень. Обычно они относятся к классу станций, что означает более высокую способность поглощения энергии, лучшую устойчивость к короткому-замыканию (некоторые стандарты проверяют их до 63 000 А), более длинные пути утечки для прибрежных или промышленных сред и более надежную локализацию внутренних повреждений. Они не взаимозаменяемы с устройствами распределительного класса, а разница в стоимости отражает реальные инженерные различия, а не просто повышение напряжения.
На типичной распределительной подстанции 33/11 кВ входная сторона 33 кВ требует защиты класса станции, тогда как отходящие фидеры 11 кВ могут использовать оборудование распределительного класса. Если вы закупаете обе стороны такой подстанции, в ассортимент продукции Victory Electric на 33 кВ входят разрядники станционного-класса и соответствующие аксессуары для защиты среднего-напряжения, которые охватывают сторону более высокого-напряжения этой установки.
Остаточное напряжение и запас защиты
Когда вы на самом деле сравниваете два разрядника, наиболее полезным показателем является остаточное напряжение, иногда называемое напряжением разряда или уровнем молниезащиты. Он измеряется при токе 10 кА с формой волны 8/20 мкс и показывает, какое напряжение пропускает разрядник во время перенапряжения.
Чем ниже остаточное напряжение, тем лучше защита. Но он также должен оставаться значительно ниже базового уровня импульсной изоляции вашего оборудования (BIL). Комфортный запас защиты обычно составляет от 20 до 30%.
Для системы 11 кВ с BIL 75 кВ остаточное напряжение разрядника в идеале должно быть ниже 53 кВ. Для системы 33 кВ, где BIL обычно составляет 170 кВ, остаточное напряжение должно оставаться ниже 120 кВ. Если вы сравниваете устройства от разных поставщиков, используйте столбец 10 кА в таблице данных в качестве точки сравнения и выберите меньшее число.
Несколько ошибок, которых стоит избегать
Предполагая, что ваша сеть 33 кВ надежно заземлена без проверки. Большая часть устаревшей инфраструктуры на 33 кВ работает по схемам с заземлением по схеме треугольника или по сопротивлению-. Всегда уточняйте у оператора сети, прежде чем писать спецификацию.
С учетом пути утечки в загрязненных средах. Прибрежные подстанции и объекты вблизи промышленных выбросов нуждаются в увеличенной длине утечки, обычно 25 мм/кВ или более. В оборудовании на 33 кВ это приводит к значительной физической разнице в длине изолятора.
Соответствие номинальному напряжению без проверки MCOV. Два разрядника с одинаковым Ur могут иметь разные MCOV. Тот, у которого меньше MCOV, может быть хорош на бумаге, но плохо работает в реальных условиях вашей сети.
Установка оборудования распределительного класса на шину 33кВ. Уровни энергии и подверженность повреждениям на шинах подстанций выходят за рамки того, на что рассчитаны разрядники класса распределения. Класс станции не является обязательным в этом контексте.
Краткая версия
Фундаментальное различие между разрядником на 11 кВ и 33 кВ заключается не только в напряжении, указанном на этикетке. Все сводится к способу заземления сети, что определяет расчет номинального напряжения, требования к MCOV и класс разрядника. Разрядник на 11 кВ в глухозаземленной сети может иметь консервативный размер и оставаться простым. Грозозащитный разрядник на 33 кВ, работающий в обычно незаземленной сети или сети треугольником, должен иметь более высокий рейтинг, чем вы могли ожидать, указанный в классе станции и тщательно проверенный на соответствие реальным условиям неисправности.
В случае сомнений используйте IEC 60099-4, подтвердите схему заземления и не рассматривайте выбор разрядника как упражнение для галочки.