Vernd gegn rafhlöðum fyrir vörpunaraftöku: Hvernig á að velja rafhlöðuvarnar gegn eldrás- og skiptihlöðum

Forstjóri raforkufyrirtækis í suður-Luzon sendi okkur mynd af uppsetningu í síðasta ágúst sem lítur alveg venjulega út á daginn sem hún var samþykkt: 13,8 kV vörpunaraftaka í kassa, nýr rafhlöðuvarnir af pólímeri á festistöðu sinni, nýlitaður. Tveir hlutir voru ekki í upphaflegri tilgreiningu. Fjórar fet langar snúðu leiðarvír milli gagnvart terminalar rafhlöðuvarnirs og tankans. Og jörðunarleiðari sem var leiddur aftur í gegnum festistöðuna í stað þess að fara beint niður að jörðunarplötunni. Þrjú vikur síðar kom eldrás á fræðingalínuna. Rafhlöðuvarnirinn lifði án einhverra merkja á sér. Aðalvindanin gerðist ekki.

Hvað rafhlöðuvarnir gerir – og hvað hann getur ekki gert

Nútíma vernd gegn rafhlöðum fyrir vörpunaraftöku skipulagin er byggt á óáreksturlegum metall-oxíð-varistör. Undir tilvísunsspennunni hegðar varistörinn sér eins og opinn kringlun og dregur mikróampéra. Yfir hana fellur viðnámsmættið saman, rafvarnir leiða ofspennustrauminn í jörðina og skila síðan aftur í hátt viðnámsstöðu lang fyrir næstu hálflykkju. IEEE C62.11-2020 skilgreinir sjálft tækið, þar á meðal metall-oxíð-rafvörnir fyrir 48 til 62 Hz rásir yfir 1.000 V sem takmarka eldflauga- og skipti-ofspennur með því að láta afhendingarstrauminn renna og síðan sjálfvirkt takmarka flæði kerfisstraumsins. Þetta er virkt staðall, gefinn út í september 2020.

Rafvörnin neitar ekki ofspennunni. Hún takmarkar hana. Það sem vindan raunverulega reynir er afhendingarspennan hjá rafvörninni plús spennan sem ofspennan myndar yfir leiðsluþráðinn frá gátt rafvörninnar til þess staðar sem verndað er. Bæði hugtökin eru raunveruleg. Aðeins annað þeirra má enn breyta með snúðlyklis á dag setningar.

Háða varnartæki sem hefur verið vel valið getur samt verið illa sett upp. Val á tækinu og tenging þess eru tvö mismunandi verkefni og kaupendur deila venjulega aðeins einu þeirra.

 

 

Varntæki fyrir hitastigsskot í vörpunum byrja með MCOV, ekki með raðaðri kV

Flest beiðnir um tilboð sem komast á verkfræðideiskinn okkar tilgreina varntæki eftir raðaðri spennu – „10 kV varntæki“, „18 kV varntæki“. Þessi tala er raðunargildi fyrir notkunartíma og segir sjálfstætt næstum ekkert um hvort tækið sé hentugt fyrir kerfið þitt. Talan sem ákvarðar notkunartímann er MCOV : hámarks samfelld virkispennan (MCOV), hæsta RMS-spennan sem varntækið getur haldað á milli pólanna sína án þess að yfirhitast.

MCOV er stillt af kerfisjörðun, ekki af þyngdara. Á kerfi sem er áhrifamikillega jörðuð sér varnarlýsingin línu-til-jörðu spennu í venjulegum rekstur, svo kröfun er hámarks línu-til-jörðu spennan sjálf — 7,65 kV á 12,47 kV margjörðuðu kerfi. Á ójörðuðu eða viðmáttajörðuðu kerfi leyfir skekkja í einni fasa að óskekkta fasarnir nálgist fulla fasa-til-fasa spennu, svo reglan verður að MCOV sé jafn mikil og 90 prósent af hámarks fasa-til-fasa spennunni. Sama þyngdari, sama spennuklasi, tveir mjög mismunandi varnarlýsingar.

Kerfislínu-til-línu spenna (kV, nafnspenna)	Varnarlýsing MCOV — áhrifamikillega jörðuð (kV)	Varnarlýsing MCOV — viðmáttajörðuð eða ójörðuð (kV)
4.16	2.55	5.10
12.47	7.65	15.30
13.80	8.40	15.30
24.94	15.30	29.00
34.50	22.00	EKKI mælt með

Þessar tölur koma úr gögnum um notkun varnarlýsinga sem Hubbell Power Systems hefur gefið út, og þær stemma við það sem við sjáum á dreifikerfum Norður-Ameríku ( Hubbell Catalog 70, Surge Arresters ) Ávinningurinn af því er gagnlegt að segja opinberlega. Ef tilvísun í tilvísunargögn segir „ójarðuð kerfi“, en kerfið er í raun fjórfært margjarðað, kaupir þú um það bil tvöfaldan MCOV en þú þarft – og þú borgar fyrir það með hærri losunspennu, sem er nákvæmlega talan sem þú reyndir að halda lágri.

Ein önnur tengsl eru gagnleg þegar þú lest gögn um framleiðslu: Nafnspennan á varnarlýsingu er almennt um 1,25 sinnum MCOV hennar. Þess vegna hefur varnarlýsing fyrir dreifikerfi með 10 kV nafnspennu MCOV um 8,4 kV, og þess vegna færa báðar tölurnar sig saman þegar þú breytir gerðarhugmynd um jarðun á sama vöruskríninu.

 

Lengd á leidum, jarðun og verndarmörk sem raunverulega telur

Hér er hlutinn sem flestir kaupendur missa. Hver fet af leiðarvír í milli rafhlöðuvarnars og tæknisins sem hann verndar bætir við spennuna á isoleringunni við rafhlöðu, því rafstraumurinn verður að ferðast þann vegalengd og snúa aftur. Leiðbeiningar IEEE fyrir metal-oxide arresters nota 1,6 kV fyrir hvert fet við 10 kA, og FM samþykktarstaðall DS 5-11 fyrir eldfjöll- og rafhlöðuvarnir á rafeindatæknisbúnaði notar sama töluna.

Lengd leiðarvírs rafhlöðuvarnars (fet)	Bætt spennu við 10 kA (kV)	Hluti af 95 kV BIL vikun
1	1.6	1.7%
2	3.2	3.4%
4	6.4	6.7%
10	16.0	16.8%

 

 

Það verndarbil er reikningurinn sem tengir allt þetta saman. Taktu BIL vikunar, dragðu frá útflæðisspennu rafhlöðuvarnars og fráfrádráttinum fyrir leiðarvír, svo deildu með BIL. Á 13,8 kV dreifitrafórnari er staðlaður upphaflegur isoleringsstigur 95 kV BIL, og mælt er með lágmarks verndarbil 20 prósent. 10 fet leiðarvír neytir 16 kV af þeim 95 kV — nærri öllu mælda bilinu áður en einhver kV útflæðisspennu rafhlöðuvarnars er talin gegn því.

Jörðun misslykst á sama þögullega hátt. Jörðunarleiðin ætti að vera stutt, bein og aðskilin frá festihurðinni og enda á sérstakri jörðunarplötu sem er tengd bensínkerfinu og jörðunarnetinu á stöðinni. Að leida jörðunarleiðina í gegnum skrúfuð festihurðarhluti bætir við tengingu sem rotnar, losnar og bætir við viðmót í nákvæmlega þeim augnablikum sem rásáhrifin koma. NFPA 780 , staðallinn fyrir uppsetningu eldráða verndarkerfa, er núverandi útgáfa frá árinu 2026 og er það tilvísunin sem flestir yfirvöldumenn í Norður-Ameríku vinna út frá. Lesið hana áður en þið samþykkið skipulag, ekki eftir að villa hefur átt sér stað.

 

Val á réttri klasa af rásáhrifavarnara fyrir þann þátta sem þið eruð að kaupa

Rásáhrifa varnara eru flokkaðir eftir rásáhrifanergíunni og villastraumnum sem þeir eru búin að standa, og klasinn ætti að byggja á mikilvægi þess sem er á bakvið þá — ekki á stærð pöntunar.

Klasi rásáhrifa varnara	Tilgreindur notkun	Athugasemdir við val
Dreifing	12,47–34,5 kV dreifitrafórar, á gólfi settar einingar, reisistaurar	10 kA nafnvirk rafstraumur. Venjuleg notkun er hent fyrir létt álagðar landsbyggðarstrengja; þungt álag þar sem tækið er útsett eða strengjan er löng.
Millistig	Litlir undirstöðuvirkir, miðspennuskiptitæki, breytur yfir 5 MVA	Hærri orkugetu en dreifingarflokkur. Notað þar sem vernduð tæki eru dýr og útsetningin mikil.
Stöð	Umsmíðiflokkbreytur og lykilundirstöður	Hæsta orku- og villastraumsþol. Þrýstisútgangsráðstafanir og flokkunarkröfur eru skýrt settar fram í IEEE C62.11.

Á pöddustöðvubreytum í Norður-Ameríku er eldsneytishindrunin venjulega fest við kerfið með sérstökum festihorni og hylki, og jörðunarleiðin endar á pöddu sem er sveist við kerfisvegginn. Það er ekki aðeins skraut. Það er stysta raunhæfa leiðin frá botni eldsneytishindrunarinnar til jarðaðs stáls, og það er einasta leiðin sem heldur framlagi leiðarinnar innan marka sem verkfræðingarnir okkar reikna út í boðsferlinu.

 

Þrjú vandamál með eldsneytishindrunum sem við sjáum aftur og aftur á svæðinu

Við biðjum um myndir af núverandi uppsetningunni áður en við gefum upp verðálag fyrir skiptingaraðila, og sömu þrjú mynstur koma aftur og aftur.

• Snúið eða hringlaga leiðarvír. Lið sem heldur í 6 fet af leiðarvír og þarf 18 tommur af honum mun snúa restina vel saman á aðalhlutann. Hver snúningur bætir við inductance og spennu. Styttri leiðarvírinn; ekki endurskipa hann.
• Jörðunarleið í gegnum festihorn. Þetta er hratt, en það er rangt. Festiboltar eru ekki jörðunarleiðir á daginn sem uppsetningin fer fram, og munu þeir ekki verða það eftir tveimur vetrum í sjávarhöfn.
• Rafþurrkari stærðarvalinn út frá kVA-tölunni á umbreytaranum í stað jörðunarstillingar kerfisins. KVA-talan á einingunni hefur engin áhrif á MCOV. Jörðunarstillingin hefur það, og hún er einföld svarlína á teikningunni.

Ein viðbótarskekkja er faldin innan þeirrar fyrstu. Dreifidæmi með ytri afturkallara mun sleppa leiðslunni ef dæmið brýtur saman, sem er nákvæmlega það sem þú vilt – en afturkallarinn þarf loftbil sem verður að vera ótruð. Við höfum opnað skáp þar sem einstök tråð eða skrímslabygging sem var byggð yfir ár hafði tengt það bil. Dæmið var samt þar. Það var bara ekki að vernda neitt.

 

Hvernig við byggjum rásvarn í hverja transformatorpöntun

Ryan Electric hefur framleitt transformatora síðan árið 2007 og frá árinu 2023 höfum við starfað sem sameignarfélagi Eaton. Í verkstæðinu í Danyang – 120.000 fermetrar, meira en 180 sett af framleiðslu- og prófunarbúnaði, 37 einkaleyfi – er dielektrisk prófunarsalurin notaður til að framkvæma venjulegar prófanir sem verkefnisskilyrðin krefjast ásamt átökuprófunum á þeim hönnunum sem þær krefjast, og BIL-talán á skiltilinum er sú stigraða gildi sem hönnunin var staðfest við.

Þegar pöntun inniheldur rafhlöðuskyggja, ákveðum við MCOV-gildið út frá jörðunarskipulaginu sem þið gefið okkur, listum við festingarskáluna og hylkinu í efnaaðilaskránni og sveigum jörðunarplötuna svo uppsetningaraðili geti tengt beint við hana í staðinn fyrir að nota viðeigandi skrúfu. Á UL- og CSA-verkefnum eru skáluna, jörðunarplötan og tengingin á tanknum yfirleitin sem hluti af sameiningunni, ekki meðferð sem viðbót fyrir uppsetningu á stað.

 

Hvað setja á RFQ fyrir rafhlöðuskyggju á vindsælum

Fjórar línu í RFQ spara endurskoðun síðar og engin þeirra tekur lengri tíma en ein mínúta að finna á teikningunum.

• Jörðunarskipulag kerfisins: áhrifamikil jörðun, jörðun með mótstöðu, ójörðuð eða delta — ásamt hámarks spennunni í kerfinu, ekki aðeins nafnspennunni.
• Kröfuð MCOV-gildi ef þið hafið það þegar og flokk rafhlöðuskyggjunnar sem þið ætlið að tilgreina.
• Montunaraðferð: festingarskál á tanknum, þverás, inni í skápnum eða í rafstýringarskúffu.
• Nálganleg lengd á leiðslu í raunverulegu skipulaginu og hvar jörðunarplötan verður fest.

Sendu eindlínu myndina og staðsetningarskýrsluna með þessum fjórum svarum, og við munum senda til baka val á öryggisblikkum, útflæðishornið, leiðarviðbótina og niðurstöðu verndarbil í tilboðinu — svo samræðan gerist á pappír, á skrifborðinu hjá ykkur, í staðinn fyrir í undirstöðu eftir storm. Hafðu samband við verkfræði- og notkunardeildina á [email protected], eða opnið vörusíðurnar fyrir olíuþarrihlutar og jafntækjum festir transformatorar til að biðja um stærðavalið stuðning fyrir ákveðið verkefni.

 

Um höfundinn

Þessi grein var unnin af verkfræði- og notkunardeild Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.), framleiðanda af umbreytum sem vinna að dreifingu, afl og endurnýjanlegum orkuprójektum fyrir notendur, gögnamiðstöðvar, iðnaði og innviðaheimilum um allan heim. Verkfræðingarnir okkar velja öryggisblikka, samstillt elmulagsþéttun og jörðunarupplýsingar á sömu hönnunum sem fer í gegnum prófunarsalinn okkar í Danyang. Fyrir spurningar um MCOV-val eða verndarmörk fyrir ákveðið verkefni, sendið tölvupóst á [email protected].