Transformatorlarga qo‘rqituvchi kuchlanishdan himoya: Momaqaldiroq va ulanish kuchlanishlaridan himoya qilish uchun qo‘rqituvchi kuchlanishni cheklovchi apparatlarni tanlash usullari

O'tmish yilning avgust oyida Janubiy Luzon hududidan bir foydalanuvchi ustasi bizga o'rnatilgan ob'ektni tasvirlaydigan rasm yubordi: ob'ekt qabul qilinish kuni mutlaqo oddiy ko'rinar edi — 13,8 kV li yer osti transformatori, uning qo'llab-quvvatlovchi qismiga o'rnatilgan yangi polimerli arrester va yangi bo'yoq. Asl texnik shartnomada ikkita jihat ko'rsatilmagan edi: arrester terminali va transformator tanasining o'rtasida to'rt fut (1,22 m) o'ralgan qo'rg'oshin sim va yer osti poydevoriga to'g'ridan-to'g'ri emas, balki o'rnatish qo'llab-quvvatlovchisidan orqaga qaytib ketadigan yerlangan o'tkazgich. Uch hafta o'tgach, elektr tokining oqimi (chaqmoq) ta'minot liniyasiga urdi. Arrester hech qanday iz qoldirmasdan saqlanib qoldi. Biroq, birinchi darajali chulg'am vayron bo'ldi.

Surg'ut arresteri nima qiladi — va nima qila olmaydi

Mumkin bo'lgan eng asrangi transformator uchun surg'ut himoyasi sxema gap'siz metall-oksidli varistor atrofida qurilgan. Referens kuchlanishidan pastda varistor ochiq zanjirga o'xshaydi va mikroamperlar darajasida tok o'tkazadi. Referens kuchlanishidan yuqorida uning qarshiligi keskin pasayadi, arrester surg'ut tokini yerga yo'naltiradi va keyingi yarim sikl boshlanishidan ancha oldin yuqori qarshilikka ega holatga qaytadi. IEEE C62.11-2020 qurilmani o'zini aniqlaydi, ya'ni 1000 V dan yuqori kuchlanishdagi 48–62 Gs tok tarmoqlari uchun ishlatiladigan metall-oksidli arresterlarni qamrab oladi; ular chaqmoq va ulanish zudlikdagi kuchlanishlarini chiqaruvchi tok oqimini o'tkazib, so'ngra avtomatik ravishda tizim quvvati tok oqimining oqishini cheklash orqali cheklaydi. Bu faol standart bo'lib, 2020-yil sentyabr oyida nashr etilgan.

Arrester zudlikdagi kuchlanishni yutmaydi. U uni cheklaydi. Aslida chulg'amga ta'sir qiladigan narsa — arresterning chiqaruvchi kuchlanishi. plus bu — arrester terminalidan himoya qilinayotgan nuqtagacha uzunlikdagi ulanish simi bo'ylab zudlikdagi kuchlanish hosil qiladigan kuchlanish. Ikkala atama ham haqiqiy. Faqat ikkinchisi — o'rnatish kuni vintli kalit bilan o'zgartirilishi mumkin.

Aynan tanlangan arrester ham noto'g'ri qo'llanilgan arrester bo'lishi mumkin. Tanlash va ulash — ikkita alohida vazifa bo'lib, xaridorlar odatda ularning faqat bittasini topshiradi.

 

 

Transformatorlarga qarshi zudlikdagi kuchlanishdan himoya MCOV bilan boshlanadi, nominal kV bilan emas

Bizning muhandislik bo‘limiga keladigan aksariyat RFQ-lar (so‘rovnomalar) arresterlarni nominal kuchlanish bo‘yicha belgilaydi — «10 kV arrester», «18 kV arrester». Bu raqam ish rejimi reytingi hisoblanadi va o‘zidan turib sizning tizimingizga mos kelishini deyarli hech nima aytmaydi. Qo‘llanilishni aniqlaydigan raqam — MCOV : uzluksiz ishlash uchun maksimal kuchlanish, ya'ni arrester uzluksiz ishlash davomida termal keskinlashmasdan o‘z terminallari orasida saqlay oladigan eng yuqori RMS kuchlanish.

MCOV tizimning yerlanganligi tomonidan belgilanadi, transformator tomonidan emas. Samarali yerlangan tizimda arrester normal ishlashda fazadan yerga kuchlanishni ko'radi, shuning uchun talab etiladigan qiymat — maksimal fazadan yerga kuchlanishning o'zi: 12,47 kV ko'p yerlangan tizimda 7,65 kV. Yerlanmagan yoki impedansli yerlangan tizimda fazadan yerga avariya sodir bo'lganda, nosif bo'lmagan fazalar to'liq fazadan fazaga kuchlanishga yaqinlashadi, shuning uchun qoida MCOVni maksimal fazadan fazaga kuchlanishning 90 foizidan kam bo'lmasligini talab qiladi. Bir xil transformator, bir xil kuchlanish sinfi — ikkita juda farqli arrester.

Tizimning fazadan fazaga kuchlanishi (kV, nominal)	Arrester MCOV — samarali yerlangan (kV)	Arrester MCOV — impedansli yerlangan yoki yerlanmagan (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	Tavsiya etilmaydi

Bu raqamlar Hubbell Power Systems tomonidan nashr etilgan arresterlar uchun qo'llanma ma'lumotlaridan olingan va ular Shimoliy Amerikadagi tarqatish tizimlarida kuzatilganlarga mos keladi ( Hubbell Katalogi 70, Suvaytish Arresterlari amaliy oqibatni aniq aytish lozim. Agar spetsifikatsiyada "yerlangan bo'lmagan tizim" deb aytilsa, lekin aslida tizim to'rt simli ko'p yerlangan bo'lsa, siz kerakli MCOVdan ikki baravar ko'proq MCOV sotib olasiz — va bu yuqori chiqarish kuchlanishiga to'lov berishingiz kerak bo'ladi, bu esa aynan siz past tutmoqchi bo'lgan qiymatdir.

Ma'lumotnoma o'qiganda yana bir muhim munosabat mavjud: arresterning reyting kuchlanishi uning MCOVidan odatda 1,25 marta yuqori bo'ladi. Shuning uchun 10 kV reytingli taqsimot arresteri MCOVni taxminan 8,4 kV atrofida o'tkazadi va shuningdek, bir xil transformator uchun yerlash taxminini o'zgartirganda ikkala qiymat ham birga o'zgaradi.

 

Uzunlikdagi ulagichlar, yerlash va haqiqatan ham ahamiyatli himoya chegarasi

Bu qism ko'pincha xaridorlar tomonidan e'tibordan qoldiriladi. Arrestor va uni himoya qiladigan jihoz o'rtasidagi har bir fut uloq simi, tok shu masofani bosib o'tib, qaytishi kerakligi sababli, impul's paytida izolyatsiyaga kuchlanish qo'shadi. IEEE metall-oksidli arrestorlar uchun qo'llanma 10 kA da futiga 1,6 kV ni, FM tasdiqlash standarti DS 5-11 esa elektr jihozlarni chaqmoq va impul'slardan himoya qilish uchun shu xuddi shu qiymatni ishlatadi.

Arrestor uloq uzunligi (fut)	10 kA da qo'shilgan kuchlanish (kV)	95 kV BIL g'ildirakning ulushi
1	1.6	1.7%
2	3.2	3.4%
4	6.4	6.7%
10	16.0	16.8%

 

 

The himoya chegara barcha ushbu ma'lumotlarni bog'laydigan arifmetika. G'ildirak BILini oling, undan arrestorning chiqarish kuchlanishini va uloq hissasini ayiring, so'ngra natijani BILga bo'ling. 13,8 kV tarqatish transformatorida standart birinchi darajali izolyatsiya darajasi 95 kV BIL bo'lib, tavsiya etilgan minimal himoya chegara 20 foizdir. 10 futlik uloq shu 95 kVdan 16 kVni iste'mol qiladi — bu tavsiya etilgan chegara butunligi, arrestorning chiqarish kuchlanishining bitta kV ham hisobga olinmaganidan avvalo.

Yerlashuv xuddi shu tinch usulda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Yerlashuv simi qisqa, to'g'ri va o'rnatish qismining qo'shimcha qismidan ajratilgan holda, tankga va stansiya yerlashuv tarmog'iga biriktirilgan maxsus poydevorga ulanishi kerak. Yerlashuv yo'lini boltli qo'shimcha qismlar orqali o'tkazish — bu aynan zarba tokining kelganda korroziyaga uchragan, loyqalanib ketgan va qarshilikni oshiruvchi ulanish hosil qiladi. NFPA 780 , Muzokara himoya tizimlarini o'rnatish bo'yicha standart, hozirgi 2026-yilgi nashridir va shimoliy amerikalik tekshiruvchilar asosan shu hujjatga tayanadilar. Tartibni tasdiqlashdan oldin, balki nosozlik yuz bergandan keyin emas, balki uni o'qib chiqing.

 

Sotib olmoqchi bo'lgan transformator uchun to'g'ri arrester sinfini tanlash

Arresterlar ularning bardosh berishi kerak bo'lgan zarba energiyasi va avoriya tokiga qarab tasniflanadi; shuningdek, ularning sinfi ularning ortida turgan qurilmaning ahamiyatiga mos kelishi kerak — sotib olish buyurtmasining hajmiga emas.

Arrester sinfi	Odatdagi ilova	Tanlash bo'yicha izohlar
Tarqatish	12,47–34,5 kV taqsimot transformatorlari, yerga o'rnatiladigan qurilmalar, uzunlikdagi ustunlar	10 kA nominal chiqish tok. Oddiy ish rejimi yengil yuklangan qishloq ta'minot liniyalari uchun mos keladi; og'ir ish rejimi esa apparat ochiq joyda o'rnatilganda yoki liniya uzun bo'lganda qo'llaniladi.
O'rtacha	Kichik transformatorlar stansiyalari, o'rta kuchlanishli elektr uskunalari, 5 MVA dan yuqori quvvatli transformatorlar	Tarqatish sinfidan yuqori energiya sig'imi. Himoyalangan uskunalar qimmat va ekspluatatsiya sharoitlari qiyin bo'lganda qo'llaniladi.
Стация	Uzatish sinfidagi transformatorlar va muhim transformatorlar stansiyalari	Eng yuqori energiya va avariya tokiga chidamlilik. Bosimni chiqarish xatti-harakati hamda gradatsiya talablari IEEE C62.11 standartida aniq ko'rsatilgan.

Shimoliy Amerikada poydevor ustida o'rnatilgan transformatorlarga arrester odatda maxsus qisqich va qopqoq bilan tankga bolt bilan mahkamlangan bo'ladi, va yerlash tirnoqlari tank devoriga payvandlangan poydevorga ulanadi. Bu faqat bezak emas. Bu arrester asosidan yerlangan po'latga eng qisqa amaliy yo'l bo'lib, bu yo'l arrester tirnoqlarining hissasi narxlantirish bosqichida muhandislarning hisoblagan diapazonida qolishini ta'minlaydi.

 

Maydonida tez-tez uchraydigan uchta arrester muammosi

Biz almashtirish uchun birlikni taklif qilishdan oldin mavjud o'rnatishning rasmlarini so'raymiz, va bir xil uchta namuna doim qaytib keladi.

• Spiral shaklidagi yoki halqali ulagich simi. 6 fut (1,83 m) ulagich simi bilan ishlaydigan guruhga 18 dyuym (45,72 sm) sim kerak bo'lsa, qolgan qismini rezervuar bo'ylab chiroyli spiralla chiqaradi. Har bir aylanish induktivlik va kuchlanishni oshiradi. Ulagich simini qisqartiring; uni tartibga solmang.
• O'rnatish qismining orqali yerlangan yo'l. Bu tez, lekin noto'g'ri. O'rnatish kuni qo'shimcha qismlarning boltlari yerlangan o'tkazgich emas, va ikkita qish davomida sohil hududidagi maydonchada ular shunday bo'lmaydi.
• Transformator kVA qiymatiga qarab tanlangan arrester, tizimning yerlangan konfiguratsiyasiga emas. Birlikning kVA reytingi MCOV ga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Yerlangan konfiguratsiya esa ta'sir qiladi, va bu chizmada bitta qator javob sifatida beriladi.

Bir qo‘shimcha nosozlik birinchi nosozlik ichida yashirilgan. Tashqi ajratgichli taqsimot arresteri qisqa tutashuvda nosozlikka uchraganda o‘z ulagichini tushiradi — bu aynan siz xohlaydigan narsa, lekin ajratgichga havo oraliqni saqlab turadigan bo‘shliq kerak. Biz kabinetlarni ochganimizda, bitta sim tolasi yoki bir mavsum davomida qurilgan hasharot uyasi shu bo‘shliqni qoplab qo‘yganini ko‘rdik. Arrester hali ham joyida edi. Lekin u hech narsani himoya qilmaydi.

 

Biz har bir transformator buyurtmasiga qanday qilib chaqmoq himoyasini joriy etamiz

Ryan Electric 2007-yildan beri transformatorlar ishlab chiqaradi va 2023-yildan beri Eaton bilan qo‘shma korxona sherigi sifatida faoliyat yuritadi. Danyang zavodida — 120 000 kvadrat metr maydon, 180 dan ortiq ishlab chiqarish va sinov uskunalari to‘plami, 37 ta patent — dielektrik sinov zalida loyiha spetsifikatsiyasi talab qilgan odatiy sinovlar hamda ularni talab qiladigan loyihalarga nisbatan impuls sinovlari bir vaqtda o‘tkaziladi va nompanelda belgilangan BIL darajasi — bu loyiha tasdiqlangan daraja.

Buyurtma arresterlarni o'z ichiga olganda, biz MCOV ni siz beradigan tizim ulanishiga qarab tanlaymiz, materiallar ro'yxatida o'rnatish qisqichini va qopqoqni ko'rsatamiz va o'rnatuvchining qulay bolt o'rniga to'g'ridan-to'g'ri ulanish nuqtasiga ega bo'lishi uchun yerlangan poydevor qo'shimchasini payvandlaymiz. UL va CSA dasturlarida qisqich, yerlangan poydevor qo'shimchasi va idishning elektr bog'lanishi montaj qismi sifatida tekshiriladi, maydon aksessuarlari sifatida emas.

 

Transformatorlarga qo'llaniladigan buron himoyasi uchun so'rovnomangizga nimalarni kiritishingiz kerak

So'rovnomangizda to'rtta qator keyinchalik qayta ishlashni saqlab qoladi va ularning hech biri chizmalardan topish uchun bir daqiqadan ortiq vaqt talab qilmaydi.

• Tizim ulanishi: samarali ulangan, qarshilik orqali ulangan, ulanmagan yoki delta — shuningdek, faqat nominal emas, balki maksimal tizim kuchlanishi ham.
• Talab qilinadigan MCOV agar sizda allaqachon bor bo'lsa va siz belgilamoqchi bo'lgan arrester sinfi.
• O'rnatish usuli: idish qisqichi, kesish o'rami, shkaf ichi yoki avtomatik qurilma kabinetida.
• Erishiladigan ulanish uzunligi haqiqiy joylashuvda va yerlangan poydevor qo'yiladigan joyda.

Shu to'rtta javob bilan bir qatorli diagramma va maydon rejasi yuboring, biz esa arrester tanlovi, uning chiqarish kuchlanishi, ulanish hissasi va natijaviy himoya chegara narx taklifida — shuning uchun muhokama qog'ozda, sizning stolingizda sodir bo'ladi, balki bo'rondan keyin transformator o'rnatilgan joyda emas. Dasturiy muhandislik guruhiga [email protected] manziliga murojaat qiling yoki suvda turuvchi Transformerlar va yoqilg‘acha o‘rnatilgan transformatorlar maxsus loyiha uchun o'lchov qo'llab-quvvatlashni so'rash uchun mahsulot sahifalarini oching.

 

Muallif haqida

Ushbu maqola Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) dasturiy muhandislik guruhining tayyorlagan materialidir — bu transformator ishlab chiqaruvchi kompaniya, foydalanuvchi, ma'lumotlar markazi, sanoat va infratuzilma mijozlari uchun taqsimot, quvvat va tiklanadigan energiya loyihalarida faoliyat yuritadi. Bizning muhandislarmiz Danyang sinov zali orqali o'tadigan bir xil dizaynlarda arrester tanlovi, izolyatsiya moslamasi va yerlanganlik tafsilotlarini belgilaydi. MCOV tanlovi yoki maxsus loyiha uchun himoya chegarasi bo'yicha savollarga javob olish uchun [email protected] manziliga yozing.