Когда инженер коммунального хозяйства изучает поврежденный трансформатор после шторма, видимые повреждения могут указывать на некачественный предохранитель. Более полезным вопросом является то, был ли предохранитель выбран с учетом постоянного рабочего напряжения системы, временного перенапряжения, режима работы при разрядке и геометрии монтажа. Предохранитель распределительного типа, выбранный только с учетом номинального напряжения линии, может оставлять избыточный остаточный напряжение на клеммах трансформатора; предохранитель с ненадлежащим соединением с нулевым проводником также может утратить практическую эффективность. В данной статье дается стандартный алгоритм выбора предохранителя от перегрузок в монтаже трансформатора, подстанции или линии электропередачи, а затем проверка соответствия установленной зоны защиты проектному.
Резюме: Выберите предохранитель из системных данных, а не из напряжения, указанного в каталоге. Убедитесь в соблюдении максимального системного напряжения, условий заземления и устранения неполадок, а затем проверите постоянное рабочее напряжение (Uc), номинальное напряжение (Ur), стойкость к временному перенапряжению, номинальный ток отключения, класс отключения линии, если это применимо, и уровень защиты от уровня изоляции оборудования. IEC 60099-4:2014+A1:2016 определяет требования к испытанию металло-оксидных предохранителей от перегрузок с зазорными элементами; это не заменяет сетевые правила эксплуатанта. Устанавливайте самый короткий практический контакт с защищенными терминалами, прямо направляйте землю и документируйте проверки перед включением.
Что защищает предохранитель от перегрузок в каждом конкретном случае?
Металлико-оксидный предохранитель от перегрузок ограничивает преходящие перегрузки, проводя импульсный ток к земле и возвращаясь в состояние высокой сопротивляемости при нормальном напряжении системы. То же самое принципиально применимо в других сферах применения, но условия воздействия и требуемые доказательства различаются.
- На трансформаторе: Арестёр защищает изоляцию обмотки от удара молнии и перенапряжения. Ресумированное напряжение, индуктивность провода и расстояние от уплотнительной прокладки также важны, как и паспортные характеристики устройства.
- В подстанции: Предохранители обеспечивают защиту трансформаторов, секций линий электропередачи, кабельных соединений и входов в линию. Работа с ними может быть более требовательной, чем простое обслуживание линий.
- На распределительной линии: распределительный токоотбойник подвергается воздействию прямых и индуцированных молний, линийных перегрузок и возможного временного перенапряжения. Устройство на полюсе, конфигурация линий и качество заземления влияют на зону защиты.
Термины “трансформаторный предохранитель от перегрузок”, “распределительный предохранитель от перегрузок” и “линия электропередачи от перегрузок” описывают контекст применения; сами по себе они не устанавливают рейтинг. Дизайнерское руководство должно соотнести применение с параметрами сети и применимыми практиками сетевого управления или IEEE.
Как рассчитывается класс защиты от перегрузок?
Начните с максимального постоянного напряжения между токоотводной аппаратурой и землей, которое может испытывать устройство. Для трехфазных систем с заземлением предварительный расчет напряжения между фазами часто основывается на напряжении между фазами и землей, но окончательный выбор Uc должен учитывать коэффициент заземления, эксплуатационные ограничения и максимальное напряжение, указанное компанией-поставщиком услуг. Не следует основывать выбор Uc на номинальном напряжении 11, 22 или 33 кВ.
Затем определите временный предел перенапряжения (TOV): его амплитуду, длительность и источник. Землетрясения, отказ нагрузки, феррорезонанс и нейтральное смещение могут приводить к различным условиям TOV. Сравните сетевой предел с опубликованной точкой устойчивости TOV предохранительного устройства и убедитесь в том, что уровень защиты на оборудовании остается ниже предела согласованности изоляции в соответствии с IEC 60071-1 и проектным исследованием согласованности изоляции.
Затем выберите режим разряда и мощность. Нормальный режим разряда — это стандартный испытательный ток, обычно указываемый как 5 кА или 10 кА для сетей распределения и станционных сетей, но точный показатель зависит от условий воздействия молнии и условий эксплуатации сети. Классы разрядных испытаний и испытания переключающей мощности применимы в тех случаях, когда необходимо обеспечить защиту от повторных или высокоэнергетических воздействий; они должны выбираться из испытательных данных IEC 60099-4 производителя и спецификаций эксплуатанта, а не предполагаться по напряжению сети.
Какие данные должны быть в рабочем списке выбора?
| Ввод | Почему это важно | Источник проверки |
|---|---|---|
| Высочайшее системное напряжение и частота | Устанавливает напряжение, используемое для определения значений Uc и Ur. | Дизайн сети и информационный лист с данными о полезных свойствах |
| Метод заземления и время устранения повреждений от токов земли | Контролирует нейтральное смещение и продолжительность TOV. | Исследование защиты и проектирование заземления |
| Уровень изоляции оборудования | Предоставляет целевой уровень координации для остаточного напряжения. | Исследование по координации изоляции по стандарту IEC 60071 |
| Экспозиция к молниям и геометрия линии | Влияние оказывает на ток вывода, энергию и расстояние между предохранительным устройством и проволокой. | Энергетические требования к молниям и критерии проектирования линий электропередачи |
| Ожидаемые события переключения | Может доминировать в энергопотоке в кабельных, конденсаторных или реакторных схемах. | Оценка перегрузок и рекомендации IEEE |
Как линии и подстанции определяют защищенные зоны?
Преповышающий предохранитель защищает зону, размер которой зависит от фронта перегрузки, геометрии проводника, изоляции оборудования и расстояния между предохранителем и током. Чем дальше от предохранителя находится контакт трансформатора, тем больше индуктивность проводов увеличивает напряжение во время быстрого перегруза. Поэтому для установки линии электропередачи с предохранителем мощностью 11 кВ могут потребоваться предохранители на входах в линию, на опорах для проводов или в корпусах трансформаторов, а не один прибор на удаленном коммутационном пункте.
Расположение подстанций также требует координации между предохранительными устройствами для линий и предохранительными устройствами для трансформаторов. Устройство класса станции может обеспечивать более высокую энергоёмкость, в то время как предохранительный элемент для линии может быть оптимизирован для компактной установки на опоре. Решение о зоне защиты должно быть оформлено в схеме одной линии, вместе с указанием местоположения предохранительного элемента, маршрута провода, соединения с сетью земной проводки и уровня изоляции оборудования.
Насколько близко следует устанавливать предохранитель от перегрузок к терминалам трансформатора?
Устанавливайте предохранитель как можно ближе к корпусу трансформатора или к месту соединения кабеля, используя короткие прямые провода и избегая дуг. Не существует универсального расстояния в метрах, поскольку допустимое расстояние зависит от времени нарастания перегрузки, индуктивности проводника, номинального уровня изоляции оборудования и характеристик остаточного напряжения предохранителя. Инженерный расчет должен рассчитывать или консервативно оценивать величину напряжения, прибавившегося благодаря соединительным проводам.
Проводящие линии фазы и нулевой провод должны быть отделены от не связанных с ними контрольных проводов, поддерживать механическую устойчивость и соблюдать установленные производителем ограничения. Даже если провод проходит вокруг шкафа или через большую петлю, аккуратная установка может по-прежнему быть электрически несовместимой.
Как следует проложить и проверить проводку заземляющих проводов?
Проводя землю напрямую к обозначенному гнезду, к полюземнику или к резервуару трансформатора, соблюдайте минимальные длины и угол поворота, обеспечивающие механическую безопасность. Проверьте непрерывность, герметичность соединения, защиту от коррозии и критерий сопротивления земли в конструкции. Само по себе показатель сопротивления земли не свидетельствует о низкой индуктивной индуктивности во время грозового фронта; также необходимо проверить маршрут и расположение соединений.
Каким образом различаются характеристики различных типов предохранительных устройств для трансформаторов, подстанций и линий?
| Приложение | Основная обязанность | Акцент на выборку | Проверка установки |
|---|---|---|---|
| Терминальный предохранитель трансформатора | Ограничение перегрузок и перепадов напряжения на изоляции обмоток | UC/UR, остаточный напряжение, TOV и очень короткие провода | Фазовый переход к наконечнику и прямая контактная связь с землей |
| Предохранитель для входа в линию подстанции | Срабатывает на входящий импульс линии и координирует изоляцию станции | Энергетический тариф, класс вывода, перепады напряжения и объединение сетей | Местоположение по одной линии и маршрут с использованием сети земных линий |
| Предохранитель распределительной линии | Сокращение перегрева и напряжения при возникновении импульсного тока на электрооборудовании | Экспозиция, монтаж, конфигурация линии, Uc и TOV | Оборудование для поляризации, фазовое расстояние и непрерывность контакта с землей |
| Опосредованный предохранитель для кабеля или ГИС | Контроль резких переходов кабеля и переходов в условиях перенапряжения | Остаточный напряжение, частота событий и координация помещений | Короткие выводы и защитные экраны/обмотки |
Какой руководством IEC и IEEE должен руководствоваться покупатель?
Стандарт IEC 60099-4 определяет характеристики металло-оксидных предохранительных устройств, стандартные испытания, виды испытаний и методы испытаний, связанные с принятием продукции. Стандарт IEC 60071-1 описывает рамки согласования изоляции, используемые для сравнения уровней защиты с изоляцией оборудования. IEEE Std C62.11 описывает металло-оксидные предохранительные устройства для переменного тока и обычно используется в сочетании с специализированными приложениями IEEE. Эти документы определяют требования к проектированию и испытаниям; они не являются универсальным стандартом для всех классов напряжения или установок.
В документах по закупкам следует указывать название издания, результаты испытаний, отчеты о рутинных проверках и экологические предположения. Заявления о том, что изделие сертифицировано по стандарту IEC, должны подкрепляться точным описанием сферы применения и независимыми доказательствами; стандартный документ не является достаточным для подтверждения соответствия требованиям полного описания продукции, установленного покупателем.
Что покупатели должны проверить перед заказом предохранителя от перегрузок линии?
- Оформите заполненную таблицу с данными о системе, в которой указаны максимальное напряжение, защита от токов утечки, продолжительность замыкания, воздействие молнии и уровень изоляции.
- Сравнивайте показатели устойчивости Уч, Ур, ТОВ, кривые остаточного напряжения, номинальный ток разряда и энергию или класс разряда по линии с данными исследования.
- Запросите у нас подтверждение соответствия требованиям стандарта IEC 60099-4, информацию о диапазоне стандартных испытаний, чертежи деталей и инструкции по установке.
- Проверьте физическую конфигурацию: интервалы между элементами, расстояние между ними, прочность крепления, длина провода, соединение с землей и доступ к обслуживанию.
- Проводить регулярные проверки работоспособности оборудования и определять сигналы для проведения инспекций после серьезных неполадок, грозовых явлений или работ на электросетях.
На данном этапе Fuerte можно рассматривать в том случае, когда проект требует конфигурации системы предохранителей от перегрузок с поддержкой чертежей и технической документации. Покупатели могут сравнить технические характеристики с требованиями к своей собственной сети, а затем просмотреть сайт компании. Руководство по выбору металлооксидных предохранителей и Обзор устройств для защиты от ударов молнии в энергосистеме. Более широкое каталог других товаров это полезно, когда необходимо согласовать работу предохранителя с оборудованием со средней напряженностью.
Какие вопросы задают инженеры о предохранительных устройствах от перегрузок?
Как рассчитывается класс защиты от перегрузок?
Определите Uc из максимального постоянного напряжения от электросети, затем проведите проверку на устойчивость Ur, TOV, остаточное напряжение, ток разрядки и энергию в соответствии с исследованием системы. Результаты также должны соответствовать требованиям к изоляции оборудования согласно IEC 60071; использование номинального напряжения линии в одиночку не является достаточным.
Какова цель использования предохранителей от перегрузок в трансформаторах?
Он отводит молнии и перепады напряжения к земле, поэтому напряжение на изоляции трансформатора остается в пределах согласованного уровня защиты. Его величина зависит от правильной маркировки, длины провода, а также от наличия и местоположения заземления рядом с защищенным выводом.
Что такое предохранитель от перегрузок в подстанции?
Это защитное устройство из металлооксида, устанавливаемое на таких объектах, как входы в линию, клеммные устройства трансформаторов или присоединенное к автобусу оборудование. При выборе подстанции обычно учитываются более высокие требования к коммутационному и энергопотребляемому режиму, координация изоляции станции и расположение электрической сети с сетью Земли.
Устанавливаются ли предохранительные устройства от перегрузок?
Да. Защитный элемент подает импульсный ток через свою землю, поэтому фазные и земные пути должны быть короткими, надежными и подключены к предусмотренной системе заземления. Во время пусконаладочных работ следует проверить устойчивость и правильность подключения к земле.
Какое международное техническое регламент (МРТ) применяется к предохранительным устройствам от перенапряжений?
IEC 60099-4 является основным стандартом продукции для соответствующих устройств защиты от перегрузок с металлооксидным элементом. IEC 60071-1 предусматривает согласование изоляции, в то время как местные правила операторов электросетей и применимые документы IEEE могут добавлять требования к применению.
Какая классная категория разрядки предохранителя от перегрузок?
Класс линейного отключения — это классификация испытаний IEC, связанная с напряжением, которое может выдержать устройство для линейного отключения при определенных условиях испытания. Он должен выбираться из ожидаемого энергопотребления сети и проверенных данных производителя, а не рассматриваться как универсальный показатель качества.
Выводы
Выбор автоматического предохранителя начинается с анализа сетевого режима и заканчивается установкой, обеспечивающей сохранение рассчитанного уровня защиты. Уточните максимальное напряжение, заземление, время устранения неисправностей, токов утечки, воздействие молнии и перебоев в подаче электроэнергии, а затем скорректируйте значения Uc, Ur, остаточного напряжения, токов разрядки и класса энергопотребления с учетом изоляции оборудования. Установите устройство вблизи трансформатора или линии электропередачи, проложите оба проводника напрямую и проведите проверку целостности и документацию перед включением электросети. Не пропустите проверку соответствия требованиям стандарта IEC 60099-4 и не принимайте за факт соответствия номинальной маркировке 11 кВ. Каталог продукции и сопроводительная документация компании Fuerte можно просмотреть после определения этих инженерных условий; вы можете ознакомиться с ним в каталоге продукции или обратиться к технической службе с заполненной анкетой с данными системы для обсуждения конкретных условий проекта.
Ссылки
- IEC 60099-4:2014+A1:2016, Преодоливающие устройства от перегрузок — Часть 4: Металлико-оксидные предохранительные устройства без зазоров для систем переменного тока, Международная электротехническая комиссия.
- IEC 60071-1, Координация изоляции – Часть 1: Определение, принципы и правила, Международная электротехническая комиссия.
- IEEE Std C62.11, Стандартные металлоксидные предохранители от перегрузок для электрических цепей переменного тока (>1 кВ), IEEE.
- IEEE Std C62.22, Руководство по применению металлооксидных предохранительных устройств от перегрузок в системах переменного тока, IEEE.