Трансформатордун күчтүү токтун таасириден корголушу: молния жана токтун өзгөрүшүнөн пайда болгон токтун чоңойуп кетишинин алдын алуу үчүн кайсы сургучтарды тандаш керек

Өткөн августта Лусондун түштүгүндөгү бир электр энергиясын таратуучу компаниянын улук инженери бизге толугу менен нормалдык иштеген көрүнгөн бир орнотулган фотосуротун жөнөттү: 13,8 кВ токтун төмөндөтүлүшүн камсыз кылган трансформатор, анын кармашында жаңы полимердик сургуч, жаңы боёлгон бет. Баштапкы техникалык талаптарга ылайык эки нюанс болгон. Сургучтун терминалы менен трансформатордун корпусу ортосунда төрт фут (1,22 метр) оролгон өткөргүч сым. Жана жерге түшүрүлгөн өткөргүч сым трансформатордун кармашынан өтүп, туурасынан жерге түшүрүлбөй, башка жол менен жөнөтүлгөн. Үч аптадан кийин фидерге молния тийген. Сургуч таасириден таза калган, анын бетинде ар кандай из калган эмес. Бирок трансформатордун биринчи орамы бүтүн калган эмес.

Сургучтун иштешинин принципи — жана ал кылбай турган иштер

Жаңы заманга сай трансформатордун күчтүү токтун таасириден корголушу схема негизинде токтогонсуз металл-оксид варистор жайгашкан. Анын референс кернеши астында варистор ачык тармакка окшойт жана микротоктарды чыгарып берет. Ал үстүнөн өткөн учурда каршылык тез төмөндөйт, аррестер чабылдаган токту жерге багыттайт жана кийинки жарым циклге чейин жогорку импеданстуу абалга кайтат. IEEE C62.11-2020 бул стандарт өзүнчө аспапты аныктайт: ал 48–62 Гц токтун 1000 Вдан жогору тармактары үчүн металл-оксид аррестерлерди камтыйт; алар молния жана переключение чабылдаган токторду чыгаруу аркылуу чектейт жана системанын кернеэли тогунун агышын автоматтык түрдө чектейт. Бул активдүү стандарт, 2020-жылы сентябрьда жарыяланган.

Аррестер чабылдаган токту сиңирбейт. Ал аны токтотот. Орнотулган орамдын чындыгында тажрыйба жасаган кернеши — аррестердин чыгаруу кернеши. мына бул — аррестердин терминалынан коргоого алынган нуктага чейинки өткөргүчтүн узундугунда пайда болгон кернеши. Эки термин да чындыкка ылайык. Бирок экинчи термин гана орнотулган күнү гаечелүү менен өзгөртүлүшү мүмкүн.

Жакшы тандалган аррестер да жаман колдонулушу мүмкүн. Тандоо жана кошулуу — бул эки айрым иш, ал эми сатып алуучулар адатта бирин гана тапшырат.

 

 

Трансформатордун көтөрүлгөн күчтүн коргоосу MCOV менен башталат, белгиленген кВ менен эмес

Биздин инженердик бөлүмгө келген көпчүлүк RFQ-лар аррестерди белгиленген кернеэ боюнча көрсөтөт — «10 кВ аррестер», «18 кВ аррестер». Бул сан — бул иштөө цикли үчүн белгиленген кернеэ, жана өзүнчө алып караганда, бул бирдик системага туура келеби, деген тууралуу баарын айтпайт. Колдонуу чечимин чыгарган сан — MCOV : максималдуу үзгүлтүсүз иштөө кернеэси (MCOV), бул аррестердин терминалдарында чексиз убакыт боюнча туруктуу токтун RMS кернеэсине чыдай ала турган эң жогорку кернеэ.

MCOV системанын жерге туташтырылышы менен белгиленет, трансформатор менен эмес. Толук жерге туташтырылган системада аррестор нормалдуу иштегенде сызыктан жерге чейинки кернеүгө дуушар болот, ошондуктан талап кылынган маани — максималдуу сызыктан жерге чейинки кернеү өзү: 12,47 кВ көп жерге туташтырылган системада 7,65 кВ. Жерге туташтырылбаган же импеданстуу жерге туташтырылган системада фазадан жерге чейинки окуяда окуяга дуушар болбогон фазалар фазадан фазага чейинки толук кернеүгө жакындайт, ошондуктан эреже MCOV-ду максималдуу фазадан фазага чейинки кернеүнүн 90 процентинен жогору же барабар кылуу болуп саналат. Ошол эле трансформатор, ошол эле кернеү класы, бирок эки айырмаланган аррестор.

Системанын сызыктан сызыкка чейинки кернеүү (кВ, номинал)	Аррестордун MCOV — толук жерге туташтырылган (кВ)	Аррестордун MCOV — импеданстуу жерге туташтырылган же жерге туташтырылбаган (кВ)
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	Сунуш кылынбайт

Бул сандар Hubbell Power Systems компаниясынын арресторлорго колдонуу боюнча жарыялаган маалыматтарынан алынган жана Север Америкадагы таратуу системаларында биз көргөн маалыматтарга дал келет ( Hubbell каталог 70, шамалдык арресторлор )Практикалык жыйынтыгы түзүүлөрдүн айтылышы үчүн маанилүү. Эгерде техникалык талаптарда «жерге туташтырылбаган система» деп көрсөтүлсө, бирок системада төрт сымдык көп жерге туташтырылган болсо, анда сиз керектүү MCOV-дан эки эсе көп сатып аласыз — жана бул жогорку чыгаруу кернеши үчүн төлөп, ал эми бул сан — төмөн держать кылгыңыз келген сан.

Дагы бир мамиле да көрсөтүлгөн: аррестердин номиналдык кернеши анын MCOV-унун жакында 1,25 эсе. Ошондуктан 10 кВ номиналдык кернеши бар таратуу аррестери 8,4 кВ чамасындагы MCOV-га ээ, жана ошол эки сан бирдей трансформатордун жерге туташтыруу шартын өзгөрткөндө бирге өзгөрөт.

 

Кабельдин узундугу, жерге туташтыруу жана чындыгында маанилүү болгон коргоо чеги

Бул бөлүмдү көпчүлүк сатып алуучулар унутуп калышат. Аррестер менен ал коргогон түзүлүштүн ортосундагы ар бир футтук өткөргүч сымдын узундугу чабылдаган кезде изоляцияга кошумча кернеу кошот, анткени ток ошол аралыкты өтүп, кайра кайтат. IEEE метал-оксиддүү аррестерлер үчүн колдонуу жөнүндөгү көрсөтмөдө 10 кА токтунда 1,6 кВ/фут кернеу кошулган деп көрсөтүлгөн, ал эми электр түзүлүштөрүнүн молния жана чабылдаган кернеуден коргоосу үчүн FM ырастоо стандарты DS 5-11 да ошол эле санды колдонот.

Аррестердин өткөргүч сымынын узундугу (фут)	10 кА токтунда кошулган кернеу (кВ)	95 кВ БИЛ орамынын бөлүшү
1	1.6	1.7%
2	3.2	3.4%
4	6.4	6.7%
10	16.0	16.8%

 

 

Бул коргоо чеги башкача айтканда, бул баарын бириктирген арифметикалык формула. Орамдын БИЛин алып, андан аррестердин чабылдаган кернеусун жана өткөргүч сымдын таасирин кемитип, натыйжаны БИЛге бөлүңүз. 13,8 кВ таратуу трансформаторунда стандартдык биринчи изоляция деңгээли 95 кВ БИЛ, ал эми кепилдик талап кылынган минималдуу коргоо чеги 20 процент. 10 футтук өткөргүч сым 95 кВдан 16 кВды талап кылат — бул талап кылынган чегинин баарына жакын, анткени аррестердин чабылдаган кернеусунун бир кВсы дагы эсепке алынбаган.

Жерге туташтыруу түрүндөгү аракеттер токтойт. Жерге туташтыруу өткөргүч кыска, түз жана орнотуу скобасынан айрым болуп, резервуарга жана станциянын жерге туташтыруу торуна бириктирилген арнайы падга бекитилүүсү керек. Жерге туташтыруу өткөргүчүн болт менен бекитилген скоба деталдары аркылуу өткөрүү — бул мага токтогондой, коррозияга учурап, босоп кетип, чабыттуу ток келген учурда импедансты көбөйтөт. NFPA 780 , «Молниядан коргоо системаларын орнотуу боюнча стандарт» — бул 2026-жылдын азыркы басылышы жана Север Америкадагы көпчүлүк инспекторлор иштеген негиз. Технологиялык схеманы расмийлештирүүгө чейин аны окуңуз, авариядан кийин эмес.

 

Сатып алынып жаткан трансформатор үчүн туура аррестор классын тандоо

Арресторлор толкундук энергиясы жана алардын төзүмдүүлүгүнө карата күтүлгөн токтун чоңдугу боюнча класска бөлүнөт, ал эми класс трансформатордын аркасындагы объекттин маанилүүлүгүнө ылайык тандалат — сатып алуу буйругунун чоңдугуна эмес.

Аррестор классы	Типик көлбө	Тандоо боюнча белгелер
Бөлүштүрүү	12,47–34,5 кВ таратуу трансформаторлору, жерде орнотулган трансформаторлор, көтөрүлүүчү шыбырттар	10 кА номиналдык чыгаруу тогу. Нормалдуу иштөө жагдайы жалпысынан жүктөлбөгөн айылдык электр берүүчүлөр үчүн, оор иштөө жагдайы аррестер башкача айтылганда сыртта жайгашкан же берүүчү узун болгондо колдонулат.
Ортоолук	Кичинекей электр станциялары, орто кернешиликтүү коммутациялык жабдуулар, 5 МВАдан жогору кубаттуулугу бар трансформаторлор	Тармага тиешелүү класска караганда жогору энергиялык мүмкүнчүлүк. Коргоого алынган жабдуулар баалуу жана экспозиция жогору болгондо колдонулат.
Станциясы	Өткөрүүчү класстын трансформаторлору жана маанилүү электр станциялары	Эң жогорку энергия жана токтун кыйынчылыгына чыдамдуулук. Басымды босотуу иштөөсү жана градациялау талаптары IEEE C62.11 стандартында так көрсөтүлгөн.

Север Америкада пад-монтаждалган трансформаторлорго аррестер жалпысынан арнайы кронштейн жана капак менен резервуарга болт менен бекитилет, ал эми жерге тушуруу сымы резервуардын кабыргасына кайнарып коюлган падга тушурулат. Бул декорация эмес. Бул аррестердин негизинен жерге тушурулган болотко чейинки эң кыска практикалык жол, жана бул жол гана сымдын салымын биздин инженерлердиквотация этапында эсептеген диапазондо сактайт.

 

Аррестерлерде көп учурда кездешкен үч проблема

Биз алмаштыруу бирдигинин баасын белгилөө үчүн баштапкы орнотулган түзүлүштүн сүрөттөрүн суранабыз, жана ошол эле үч шаблон дайыма кайталанат.

• Оролгон же чийкелген жеткирүү сымы. 6 фут (1,8 м) жеткирүү сымын кармап турган бригада анын 18 дюймун (45,7 см) пайдаланып, калган бөлүгүн резервуар боюнча таза оролгон кылат. Ар бир оролуу индуктивдүүлүктү жана кернеэни кошот. Жеткирүү сымын кыскартыңыз; таза кылып жатпагыз.
• Орнотуу скобасы аркылуу жерге туташуу жолу. Бул тез, бирок туура эмес. Орнотуу скобасынын болттору орнотулган күнү жерге туташуу өткөргүч болбойт, жана жээктеги айланнын ичинде эки кыштан кийин да болбойт.
• Аррестор трансформатордын кВАсына карап өлчөнгөн, системанын жерге туташуу тартиби менен эмес. Бирдиктин кВА баасы МСОВга таасир этпейт. Жерге туташуу конфигурациясы таасир этет, жана бул сызмада бир сапта жооп берилет.

Бир тагын бузулуш биринчи бузулуштун ичинде жашырылат. Сырткы ажыраткычы бар таратуу аррестору кыска туташууда өзүнүн өткөргүчүн таштайт, бул сиздин келгиле — бирок ажыраткыч үчүн аба аралыгы керек, ал аралык таза болушу керек. Биз шкафтарды ачканбыз, анда бир өткөргүч тал, же мезгил бою жасалган чөп тиричилигинин уясы ошол аралыкты толтуруп койгон. Аррестор дагы ордунда турган. Ал эми эч неге коргоо берген эмес.

 

Биз трансформатордун ар бир заказына кайсы түрдө көтөрүлүштүн каршылыгын кошуп жасайбыз

Ryan Electric 2007-жылдан бери трансформаторлорду өндүрүп келет, ал эми 2023-жылдан бери Eaton менен биргэлешкен ишмердик иштейт. Даньян заводунда — 120 000 квадрат метр аянт, 180-ден ашык өндүрүш жана сыноо жабдуулары, 37 патент — диэлектрик сыноо залы проекттин техникалык талаптарына ылайык рутиндык сыноолорду жана импульстук сыноолорду өткөрөт, алардын дизайндары үчүн талап кылынат, ал эми аталыш табличкасында көрсөтүлгөн BIL деңгээли — бул дизайндын сертификатталган деңгээли.

Эрчилүүчтөрдүн бардык тапшырышында, биз сиз берген системанын жерге туташтырылышына ылайык MCOV чоңдугун тандайбыз, материалдардын тизмесинде орнотуу скобасын жана каптамасын көрсөтөбүз жана орнотуучуга туурасынан туташтыруу үчүн жерге туташтыруу подложкасын докондо түзөбүз — оңой болгон болт ордуна. UL жана CSA программаларында скоба, жерге туташтыруу подложкасы жана резервуардын туташтыруусу жеке талаа аксессуарлары катары эмес, агрегаттын бөлүгү катары текшерилет.

 

Трансформатордун чабыттуулук коргосуу үчүн сиздин RFQга кандай маалыматтарды кошуу керек

RFQга төрт сап кошуу кийинки ревизияны сактап калат, ал эми бул саптардын ар бири сызмалардан табуу үчүн бир мүнөттөн көп убакыт талап кылбайт.

• Системанын жерге туташтырылышы: туурасынан жерге туташтырылган, импеданстуу жерге туташтырылган, жерге туташтырылбаган же дельта — ошондой эле максималдуу системалык кернеу (жөнөкөй номиналдык кернеу гана эмес).
• Талап кылынган MCOV эгерде сизде ал баштан эле бар болсо жана сиз белгилей турган эрчилүүчтүн класы.
• Орнотуу ыкмасы: резервуар скобасы, кесилиш-колонна, шкафтын ичинде же коммутациялык кубкула.
• Жетишилбей турган өткөргүчтүн узундугу чындыкта жайгаштырууда жана жерге туташтыруу подложкасы кайда орнотулушу.

Бир саптагы схема жана ошол төрт жооп менен сайт планын жөнөтүңүз, анда биз сактагычтын тандалышын, анын чыгаруу кернешин, өткөрүүчүлүктүн үлөшүн жана натыйжадагы коргоо чеги сатып алуу баасында — ошентип, талкуу кагазда, сиздин столуңузда болот, бул жаан-чачындан кийин подстанцияда эмес. Колдонуу инженердик тобуна [email protected] дарегине хабарласыңыз, же мас масында түзүлгөн трансформаторлор жана платформага орнотулган трансформаторлор белгилүү долбоор үчүн өлчөмдөө колдоосун сурануу үчүн продукт башкы башын ачыңыз.

 

Автор тууралуу

Бул макала Райан Электрик (Цзянсу Райан Электрик Ко., Лтд.) компаниясынын колдонуу инженердик тобу тарабынан даярдалган, ал компания дистрибуциялык, күчтүк жана жаңылануучу энергия долбоорлору үчүн коммуналдык, маалыматтар борбору, өнөрөт жана инфраструктура клиенттери үчүн трансформаторлорду өндүрөт. Биздин инженерлер Даниан сыноо залында өткөрүлгөн дизайндарга окшош дизайнерлерге сактагычтардын тандалышын, изоляциялык координацияны жана жерге туташтыруу деталдарын белгилейт. MCOV тандалышы же белгилүү долбоор боюнча коргоо чегине байланыштуу суроолор үчүн [email protected] дарегине жазыңыз.