Заштита од претераних претера трансформатора: Како изабрати препремењиве за блискавице и прелазак претераних претера

Предвођа комуналних предузећа у јужном Лузону послао нам је фотографију прошлог августа инсталације која је изгледала савршено нормално на дан када је одобрена: трансформатор 13,8 кВ са падом, нови полимерски затварач на носачу, свежа боја. Два детаља нису била у оригиналној спецификацији. Четири метара завученог оловне жице између арестар терминала и резервоара. И наземни проводник је прошао кроз монтажни заложник уместо директно до наземне плоче. Три недеље касније, мучица је погодила хранилиште. Арестовац је преживео без трага. Примарна намотава није.

Шта може и шта не може да уради

Савремени заштита од претераног претера трансформатора схема је изграђена око варистора без празнина металоксида. Под референтним напоном, варистор се понаша као отворено коло и узима микроампере. Над њом, отпор се сруши, а арестар преводи струју на земљу и враћа се у стање високе импеданце добро пре следећег пола циклуса. Уколико је потребно, дефинише само уређај, који покрива метало-оксидне затвараче за кола од 48 до 62 Хц изнад 1.000 В који ограничавају munition и прелазни прилив пролазом струје пуштања и затим аутоматски ограничавају проток струје енергије система. То је активан стандард, објављен у септембру 2020. године.

Арестар не апсорбује талас. То га заглађује. Оно што намотање заправо доживљава је распоређивање напона затварача плус напон који се појављује преко водећег жица који пролази од терминала за затварање до тачке коју штити. Оба термина су стварна. Само други се још увек може променити кључем на дан инсталације.

Арестар који је савршено изабран и даље може бити лоше примењен. Избор и повезивање су два различита посла, а купци обично делегирају само један од њих.

 

 

Заштита од претераног напона трансформатора почиње са МЦОВ, а не са номиналним кВ

Већина RFQ-а које стижу до нашег инжењерског стола одређује затварач по рејтинжном напону 10 кВ затварач, 18 кВ затварач. Овај број је ознака за дужност, и сам по себи не говори ништа о томе да ли је јединица на вашем систему. Број који одлучује о апликацији је МЦОВ : максимални континуирани радни напон, највећи РМС напон који арестар може задржати преко својих терминала на неограничено време без прегревања.

МЦОВ се поставља уззевањем система, а не трансформатором. На ефикасном система заземљеног арестар види линију-на-земљу напон у нормалном раду, тако да је захтев је максимални линију-на-земљу напон сам 7.65 кВ на 12,47 кВ мулти-земљен систем. На неземљеном или импедансном систему, фаза-заземљени грешка омогућава неисправно фазе да се приближе пуном фазе-фазе напону, тако да правило постаје МЦОВ на или изнад 90 посто максималне фазе-фазе напона. Исти трансформатор, иста класа напона, два веома различита затварача.

Напетост система од линије до линије (кВ, номинална)	Уколико је потребно, заступљај се.	Уколико је потребно, заступљач се може користити за давање резерва.
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	Не препоручује се

Ове бројке долазе из података о апликацијама за затварање које је објавио Хаббелл Повер Системс и одговарају ономе што видимо на северноамеричким дистрибутивним системима ( Хаббелл каталог 70, Аресте за преливање )). Практична последица вреди јасно изречити. Ако у спецификацији пише "незаземљени систем", али систем је заправо са четири жица, купујете приближно два пута више МЦОВ-а него што вам је потребно и плаћате за то са вишим напоном пуштања, што је управо број који сте покушавали да задржите ниским.

Још једна веза је корисна када читате лист података: номинални напон затварача је генерално око 1,25 пута његов МЦОВ. Зато је 10 кВ номинални дистрибутивни затварач носи МЦОВ око 8,4 кВ, и зашто се оба броја крећу заједно када промените претпоставку заземљавања на истом трансформатору.

 

Дужина олова, заземљавање и заштитна граница која је заиста важна

Ово је део који већина купца пропусти. Сваки стопало оловне жице између затварача и опреме коју он штити додаје напон изолацији током прилива, јер струја мора да пређе ту удаљеност и врати се. Упутство за примену ИЕЕЕ за метало-оксидне затвараче користи 1,6 кВ по нози на 10 кА, а ФМ одобрено стандард ДС 5-11 за заштиту од муке и претераних струја електричне опреме користи исту фигуру.

Дужина воде за затварање (фт)	Прибављено напонско ниво 10 kA (kV)	Удео 95 кВ ВИЛ намотања
1	1.6	1.7%
2	3.2	3.4%
4	6.4	6.7%
10	16.0	16.8%

 

 

У заштитна граница је аритметичка метода која све ово повезује. Узмите намотање БИЛ, одузмите распоред наплате за затварање и допринос олова, а затим поделите на БИЛ. На 13,8 кВ дистрибутивном трансформатору стандардни ниво примарне изолације је 95 кВ БИЛ, а препоручени минимални заштитна граница је 20 посто. 10 футова вожња конзумира 16 кВ од тих 95 кВ близу целе препоручене маржине, пре него што се један кВ напетости одбацања затварача рачуна против ње.

Земљање не успева на исти тихи начин. Земљана провода треба да буде кратка, права и одвојена од монтажног заступа, слетајући на посебну плочу везану за резервоар и за станичку земљану мрежу. Направљање пута земље кроз хардвер за забијену бракету уводе зглоб који се корозира, олабава и додаје импедансу у тачно време доласка наплива. НФПА 780 , стандард за инсталацију система за заштиту од муња, је тренутно издање 2026. и референца је са којег већина северноамеричких инспектора ради. Прочитајте га пре него што одобрите план, а не након неуспеха.

 

Избор правог класе затварача за трансформатор који купујете

Арестери се класификују по енергији наплива и струји грешака за коју се очекује да ће преживети, а класа треба да следи критичност онога што се налази иза ње, а не величину наруџбе за куповину.

Класа за хапшење	Типична примена	Примећења
Дистрибуција	трансформатори за дистрибуцију 12,4734,5 кВ, модули постављени на плочице, пољски стабљи	10 кА номиналне струје пускања. Нормална употреба одговара лаким нагруженим руралним хранилиштима; тешка употреба када је јединица изложена или је хранилац дуг.
Промеђувремена	Мале подстанице, средње напонске превртне опреме, трансформатори изнад 5 МВА	Виша енергетска способност од класе дистрибуције. Користи се када је заштићена опрема скупа и експозиција је висока.
Станица	Трансформатори за пренос и критичне подстанице	Највиша енергија и струја против повреда. Повођење и захтеви за класификацију за олакшање притиска су изричито наведен у ИЕЕЕ Ц62.11.

На трансформаторима са мачом у Северној Америци, затварач је обично причвршћен за резервоар са посвећеном бракетом и поклопачем, а земљиште олова пада на мач завариван за зид резервоара. То није украса. То је најкраћи практичан пут од базе за затварање до заземљеног челика, и то је једини пут који држи допринос олова у распону који наши инжењери израчунавају у фази цитирања.

 

Три проблема са хапшењем које се често виде у служби

Тражимо фотографије постојеће инсталације пре него што понудимо заменску јединицу, и исте три обрасца се стално враћају.

• Свргнута или завучена оловна жица. Екипажа која држи 6 фута олова и која треба 18 инча од њега ће остатак уредно навијати дуж резервоара. Сваки окрет додаје индуктивност и напон. Скратите траку; не уређујте је.
• Земљина стаза кроз монтажни загон. То је брзо и погрешно. Бранкет болтови нису проводник за заземљавање на дан инсталације, а неће постати тако након две зиме у обалном дворишту.
• Заустављено је од трансформатора кВА уместо система заземљавања. КВА рејтинг јединице нема никакве везе са МЦОВ-ом. Конфигурација заземљавања јесте, и то је једноречни одговор на цртежу.

Још један неуспех се крије унутар првог. Дистрибуциони арестар са спољним одвајачем ће изгубити водећи ако се арестар сруши, што је тачно оно што желите, али одвајачу треба ваздушни јаз који остаје чист. Отворили смо ормаре у којима је једна жица или гнездо инсеката изграђено током сезоне премостило ту празнину. Арестар је још увек био тамо. То једноставно није било заштитно.

 

Како уградимо заштиту од претераних струја у сваки трансформаторски налог

Рајан Електрик производи трансформаторе од 2007. године, а од 2023. године радимо као партнер у заједничком подухват Еатон. У фабрици Данјанг, површине 120.000 квадратних метара, више од 180 сетова производње и опреме за тестирање, 37 патента, диелектричка тестирачка сала спроводи рутинске тестове за које се захтева у пројекту заједно са импулснијим тестовима на дизајне који их захтевају, а БИЛ

Када нарачка укључује арестере, ми меримо МЦОВ од система заземљавања да нам, листују монтажу заглавља и покривач у рачуну материјала, и заварити заземљавање плочи тако да инсталатор има директну тачку слетања уместо погодан болт. У UL и CSA програмима, задржина, заземљена плоча и везање резервоара се прегледају као део монтажа, а не третирају се као прибор за терен.

 

Шта да ставите у ваш РФК за заштиту од претераних претерања трансформатора

Четири редове у РФК ће спасти ревизију касније, а ниједна од њих не траје више од минута да се пронађе на цртежима.

• Земљање система: ефикасно заземљено, заземљено импедансом, незаземљено или делта плус максимални напон система, а не само номинални.
• Потребна МЦОВ ако већ имате, и класу за затварање коју намерате да наведете.
• Način ugradnje: резервоар за држење, крстасташ, унутар ормара, или кабинета за прекидаче.
• Достигнута дужина воде у стварном распореду, и где ће се земљишта падати.

Пошаљите једнолични дијаграм и план локације са тим четири одговора, а ми ћемо вратити избор затварача, његов напон пуштања, допринос олово и резултирајући заштитна граница у цитату тако да се дискусија дешава на папиру, на вашем столу, уместо у подстаници након олује. Позовите тим за инжењерство апликација на [email protected], или отворите странице производа за преобраћачи са уље и преображачи са падом да траже подршку за димензионирање за одређени пројекат.

 

O autoru

Овај чланак је припремио тим за инжењерску апликацију у Рајан Електрик (Циангсу Рајан Електрик Цо., Лтд.), произвођачу трансформатора који ради на дистрибуцији, струји и пројектима обновљиве енергије за комуналне услуге, центри података, индустријске и инфраструктурне купце широм Наши инжењери одређују избор затварача, координацију изолације и детаље заземљавања на истим дизајнима који се користе у нашој тестирачкој зали Данјанг. За питања о избору МЦОВ-а или заштитној маржини за одређени пројекат, пишите на адресу [email protected].