نحوه انتخاب برقگیرها برای حفاظت ترانسفورماتور توزیع

ترانسفورماتورهای توزیع اجزای ضروری شبکه های برق فشار متوسط ​​هستند که فیدرهای توزیع را به سطوح ولتاژ مورد نیاز تاسیسات صنعتی، ساختمان های تجاری و مصرف کنندگان محلی متصل می کنند.

با این حال، ترانسفورماتورهای متصل به خطوط توزیع هوایی می توانند در معرض اضافه ولتاژهای گذرا ناشی از برخورد صاعقه و عملیات سوئیچینگ قرار گیرند. این رویدادها ممکن است باعث ایجاد تنش های ولتاژی شود که بیش از توانایی مقاومت عایق تجهیزات باشد.

برقگیرهای اکسید فلز به محدود کردن این اضافه ولتاژهای گذرا و کاهش تنش الکتریکی وارد شده به عایق ترانسفورماتور کمک می کند.

انتخاب برقگیر صحیح به چیزی بیش از تطبیق ولتاژ نامی آن با ولتاژ اولیه ترانسفورماتور نیاز دارد. مهندسان همچنین باید اتصال زمین سیستم، ولتاژ کار مداوم، قابلیت اضافه ولتاژ موقت، ولتاژ باقیمانده، هماهنگی عایق و ترتیب نصب را در نظر بگیرند.

این راهنما عوامل کلیدی دخیل در انتخاب سرج ارستر برای حفاظت ترانسفورماتور توزیع را توضیح می دهد و خریداران اطلاعات فنی باید قبل از درخواست قیمت آن را تایید کنند.

چرا ترانسفورماتورهای توزیع به برقگیر نیاز دارند؟

یک ترانسفورماتور توزیع می‌تواند در معرض نوسانات مرتبط با صاعقه باشد که در طول فیدر بالای سر حرکت می‌کنند، حتی زمانی که صاعقه مستقیماً به ترانسفورماتور برخورد نمی‌کند.

این ولتاژهای گذرا با افزایش سریع ممکن است از طریق پایانه های اولیه وارد شوند و فشار الکتریکی اضافی را بر روی عایق سیم پیچ ترانسفورماتور وارد کنند.

عملیات سوئیچینگ در سایر نقاط شبکه الکتریکی نیز می تواند اضافه ولتاژهای گذرا ایجاد کند که باید در هماهنگی عایق سیستم در نظر گرفته شود.

یک برقگیر اکسید فلز از طریق ویژگی های جریان ولتاژ غیر خطی عناصر وریستور اکسید فلزی خود عمل می کند. در شرایط عادی سیستم، برقگیر در حالت مقاومت بالا باقی می ماند. هنگامی که یک اضافه ولتاژ گذرا مناسب رخ می دهد، جریان موجی را هدایت می کند و به محدود کردن ولتاژ حاصل کمک می کند.

برقگیر هر افزایش ولتاژ را حذف نمی کند و تضمین نمی کند که ترانسفورماتور هرگز آسیب عایق را تجربه نکند.

در عوض، هدف آن ارائه یک سطح حفاظتی مناسب است که با قابلیت مقاومت عایق ترانسفورماتور و ویژگی های الکتریکی شبکه کار کند.

به همین دلیل، انتخاب برقگیر بخش مهمی از طراحی حفاظت ترانسفورماتور است نه صرفاً تصمیم خرید لوازم جانبی.

با ترانسفورماتور و سیستم قدرت شروع کنید

هنگامی که خریداران برای حفاظت ترانسفورماتور درخواست برقگیر دارند، اغلب فقط ولتاژ اولیه ترانسفورماتور را ارائه می کنند.

به عنوان مثال:

'به برقگیر برای ترانسفورماتور 11 کیلوولت نیاز دارم.'

این کاربرد کلی را مشخص می کند، اما به طور کامل تنش ولتاژی را که برقگیر تجربه خواهد کرد، توصیف نمی کند.

اولین قدم تایید ولتاژ اسمی و بالاترین سیستم است. مورد بعدی درک ترتیب زمین خنثی است.

در یک سیستم زمینی موثر، ولتاژ فاز به زمین در شرایط متعادل معمولی به ولتاژ فاز به فاز تقسیم بر جذر سه مربوط است.

با این حال، ترتیبات زمین ایزوله خنثی، زمین رزونانس یا دیگر ترتیبات زمین ممکن است شرایط اضافه ولتاژ موقت متفاوتی را در طول خطاهای زمین ایجاد کنند.

این شرایط بر ولتاژ کار مداوم مورد نیاز و قابلیت تحمل اضافه ولتاژ موقت برقگیر تأثیر می گذارد.

بنابراین، دو ترانسفورماتور متصل به شبکه‌هایی با ولتاژ نامی یکسان ممکن است به درجه‌بندی برقگیرهای متفاوتی نیاز داشته باشند، اگر ترتیبات زمین یا شرایط رفع عیب آنها متفاوت باشد.

یک ترانسفورماتور 11 کیلوولت به طور خودکار به برقگیر با Ur 11 کیلو ولت نیاز ندارد.

همین اصل در مورد 22 کیلو ولت، 33 کیلوولت و سایر سیستم های توزیع ولتاژ متوسط ​​صدق می کند.

درک اور، Uc و اضافه ولتاژ موقت

برگه های داده برقگیر معمولاً ولتاژ نامی (Ur) و ولتاژ کار پیوسته (Uc) را مشخص می کنند.

این پارامترها باید با هم ارزیابی شوند، اما قابل تعویض نیستند.

Uc که در بسیاری از کاربردهای ANSI/IEEE به عنوان حداکثر ولتاژ عملیاتی پیوسته یا MCOV نیز شناخته می‌شود، ولتاژ فرکانس توان پیوسته را توصیف می‌کند که برقگیر می‌تواند تحت شرایط کاری مشخص شده خود تحمل کند.

Ur ولتاژ نامی مرتبط با ویژگی های کارکرد مشخص شده برقگیر است.

اضافه ولتاژ موقت یا TOV به اضافه ولتاژ فرکانس توان اشاره دارد که ممکن است برای مدت محدودی در شرایط غیرعادی شبکه، از جمله خطاهای زمین خاص رخ دهد.

انتخاب برقگیر با قابلیت Uc یا TOV ناکافی ممکن است آن را در معرض استرس الکتریکی و حرارتی بیش از حد قرار دهد.

از طرف دیگر، افزایش بی‌رویه درجه برقگیر ممکن است منجر به ولتاژ باقیمانده بالاتر برای یک خانواده محصول خاص شود که به طور بالقوه حاشیه حفاظتی موجود برای ترانسفورماتور را کاهش می‌دهد.

این یک تعادل مهندسی مهم ایجاد می کند:

برقگیر باید شرایط ولتاژ معمولی و موقت سیستم قدرت را تحمل کند و در عین حال سطح حفاظتی کافی برای ترانسفورماتور را فراهم کند.

ترکیب مناسب باید از روی شرایط سیستم و اطلاعات فنی سازنده تعیین شود.

برای توضیح دقیق تر، به راهنمای مرتبط ما مراجعه کنید، ولتاژ نامی قطع کننده برق (Ur) در مقابل MCOV (Uc): تفاوت چیست؟

چرا ولتاژ باقیمانده برای عایق ترانسفورماتور مهم است؟

ولتاژ باقیمانده یکی از پارامترهای مهم در حفاظت از نوسانات ترانسفورماتور است.

هنگامی که یک جریان موج از طریق یک برقگیر اکسید فلزی می گذرد، یک ولتاژ در پایانه های آن باقی می ماند. این ولتاژ باقیمانده نامیده می شود.

ولتاژ باقیمانده با توجه به طراحی برقگیر و بزرگی و شکل موج جریان افزایشی متفاوت است.

هدف اساسی هماهنگی عایق اطمینان از این است که اضافه ولتاژ وارد شده به ترانسفورماتور به طور مناسب زیر سطح مقاومت عایق مربوطه باقی بماند.

برای حفاظت از موج صاعقه، مهندسان معمولاً ولتاژ مقاومت در برابر ضربه صاعقه ترانسفورماتور را ارزیابی می کنند که اغلب به عنوان سطح عایق پایه (BIL) در اصطلاح ANSI/IEEE نامیده می شود.

سطح حفاظتی برقگیر باید در برابر الزامات مقاومت عایق ترانسفورماتور، از جمله حاشیه حفاظتی مناسب، ارزیابی شود.

دو برقگیر طراحی شده برای یک سیستم توزیع اسمی یکسان را در نظر بگیرید.

هر دو ممکن است دارای رتبه بندی ولتاژ کار مداوم مناسب باشند، اما ویژگی های ولتاژ باقیمانده آنها ممکن است متفاوت باشد.

برقگیر با سطح حفاظتی مناسب تر ممکن است هماهنگی عایق بهتری را برای ترانسفورماتور خاص فراهم کند، مشروط بر اینکه نیازهای ولتاژ و انرژی شبکه را نیز برآورده کند.

به همین دلیل است که انتخاب برقگیر فقط بر اساس Ur، Uc یا جریان تخلیه اسمی کافی نیست.

یک برقگیر مناسب هم باید در شرایط الکتریکی شبکه دوام بیاورد و هم محافظت موثری از عایق ترانسفورماتور ایجاد کند.

فاصله نصب می تواند بر سطح حفاظت تأثیر بگذارد

حتی یک برقگیر که به درستی انتخاب شده باشد ممکن است حفاظت مورد انتظار را در صورتی که چیدمان نصب آن بد طراحی شده باشد، ارائه نکند.

این موضوعی است که معمولاً نادیده گرفته می شود.

در طول یک افزایش سریع، اندوکتانس هادی های اتصال یک جزء ولتاژ اضافی تولید می کند. این ولتاژ می تواند تنش تجربه شده در پایانه های ترانسفورماتور را افزایش دهد.

بنابراین ولتاژ حفاظتی موثر در ترانسفورماتور ممکن است بیشتر از ولتاژ باقیمانده ذکر شده در برگه اطلاعات برقگیر باشد.

برای حفاظت ترانسفورماتور، برقگیر معمولاً باید تا حد امکان نزدیک به تجهیزات محافظت شده، با اتصالات فاز و زمین به طور مناسب نصب شود.

مسیر اتصال مربوطه باید کوتاه و مستقیم نگه داشته شود، در حالی که با الزامات ترخیص الکتریکی، زمین و مکانیکی دستگاه مطابقت دارد.

این امر هم در مورد ترانسفورماتورهای توزیع روی قطب و هم برای ترانسفورماتورهای نصب شده در پست ها یا سایر تاسیسات توزیع صدق می کند.

برقگیر نصب شده خیلی دور از تجهیزات محافظت شده ممکن است سطح حفاظتی متفاوتی را نسبت به دستگاهی که مستقیماً در مجاورت ترمینال های ترانسفورماتور نصب شده است، ارائه دهد.

به همین دلیل، خریداران نه تنها باید مشخصات برقگیر، بلکه محل نصب و ترتیب اتصال را نیز در نظر بگیرند.

آیا برقگیر 5 کیلو آمپر یا 10 کیلو آمپر برای محافظت از ترانسفورماتور بهتر است؟

بسیاری از خریداران، برقگیرها را در درجه اول با درجه بندی دبی-جریان اسمی آنها مقایسه می کنند.

توضیحات محصول معمولی ممکن است شامل برقگیرهای اکسید فلزی 5kA یا 10kA باشد.

با این حال، مقدار اسمی دبی-جریان بالاتر به طور خودکار به این معنی نیست که محصول برای هر ترانسفورماتور توزیع مناسب تر است.

جریان تخلیه اسمی با یک آزمایش جریان ضربه ای تعریف شده مرتبط است. نباید آن را با کل انرژی یا قابلیت حمل بار برقگیر تحت همه شرایط کاری اشتباه گرفت.

انتخاب فنی مناسب همچنین ممکن است نیازمند در نظر گرفتن قابلیت انتقال شارژ، عملکرد انرژی، عملکرد اتصال کوتاه و ویژگی های مورد انتظار شبکه باشد.

برای یک ترانسفورماتور متصل به یک فیدر بالای سر، قرار گرفتن در معرض نوسانات مربوطه و مشخصات ابزار باید انتخاب را هدایت کند.

برای یک ترانسفورماتور نصب شده در یک پست، پروژه ممکن است شرایط حفاظت، عایق و طبقه بندی تجهیزات متفاوتی را اعمال کند.

خریداران به جای اینکه بپرسند 5kA یا 10kA بهتر است، باید تأیید کنند که آیا پیکربندی کامل برقگیر مطابق با مشخصات پروژه است یا خیر.

شرایط فضای باز نیز بر انتخاب برقگیر تأثیر می گذارد

ترانسفورماتورهای توزیع اغلب در فضای باز نصب می شوند، جایی که شرایط محیطی می تواند بر عملکرد و خدمات مورد نیاز برقگیرهای متصل تأثیر بگذارد.

گرد و غبار، آلودگی صنعتی، رسوبات نمک ساحلی، رطوبت و تغییرات دما ممکن است بر عملکرد عایق خارجی تأثیر بگذارد.

سرج ارسترهای اکسید فلزی در داخل پلیمر معمولاً در شبکه های توزیع در فضای باز مورد استفاده قرار می گیرند زیرا ساختارهای محفظه آنها می تواند به گونه ای طراحی شود که عایق خارجی مناسب و فاصله خزشی را فراهم کند.

با این حال، پیکربندی صحیح مسکن همچنان به محیط واقعی پروژه بستگی دارد.

به عنوان مثال، یک ترانسفورماتور نصب شده در نزدیکی ساحل ممکن است به ملاحظات عایق خارجی متفاوتی نسبت به ترانسفورماتوری که در یک منطقه نسبتاً تمیز داخلی کار می کند نیاز داشته باشد.

ارتفاع نصب، دمای محیط، ترتیب نصب و الزامات مکانیکی نیز باید در صورت لزوم بررسی شوند.

ظاهر خارجی یک محصول به تنهایی نمی تواند مشخص کند که آیا برای شرایط الکتریکی و محیطی یک پروژه خاص مناسب است یا خیر.

چرا مستندات فنی مهم است

برای پروژه های حفاظت ترانسفورماتور، شرح کاتالوگ محصول نباید تنها مبنای تایید باشد.

خریداران باید برگه اطلاعات فنی سازنده، اسناد تست قابل اجرا و نقشه های ابعادی سازنده را بررسی کنند.

IEC 60099-4 برقگیرهای اکسید فلزی بدون شکاف را برای سیستم های قدرت AC بالاتر از 1 کیلو ولت پوشش می دهد، در حالی که IEC 60099-5 راهنمایی در مورد انتخاب و کاربرد آنها ارائه می دهد.

اسناد نوع آزمون و مستندات آزمون معمول اهداف مختلفی را دنبال می کنند.

یک گزارش آزمایش نوع از تأیید طراحی محصول مربوطه یا پیکربندی آزمایش شده پشتیبانی می کند. تست معمول مربوط به محصول تولید شده با توجه به الزامات تست قابل اجرا است.

برای مناقصه های بین المللی ابزار و پروژه های EPC، اسناد آزمایشی ارائه شده توسط سازنده باید با مدل واقعی ارائه شده و پیکربندی فنی مطابقت داشته باشد.

گزارشی برای یک مدل برقگیر نباید به طور خودکار فرض شود که هر رتبه بندی ولتاژ یا ساختار مسکن در محدوده محصول تولید کننده را پوشش دهد.

برقگیرهای برق DGG برای محافظت از ترانسفورماتور

DGG Power تجهیزات انتقال و توزیع ولتاژ متوسط ​​و بالا از جمله برقگیرهای اکسید فلزی در پلیمر را برای محافظت از ترانسفورماتور و شبکه توزیع فراهم می کند.

محدوده محصولات برقگیر ما شامل درجه بندی های مختلف ولتاژ و پیکربندی های ساختاری برای خطوط توزیع هوایی، ترانسفورماتورهای توزیع، پست ها و سیستم های قدرت صنعتی است.

بسته به نیاز پروژه، DGG Power می تواند رتبه بندی های الکتریکی مناسب، سازه های عایق، ابعاد نصب و الزامات فنی-اسناد را مورد بحث قرار دهد.

مدل های انتخابی برق گیر DGG توسط اسناد تست نوع پشتیبانی می شوند. در دسترس بودن و کاربردی بودن یک گزارش خاص باید در مقابل مدل واقعی محصول ذکر شده تایید شود.

برای پروژه های کاربردی، EPC و توزیع، فرآیند انتخاب می تواند با داده های ترانسفورماتور و مشخصات فنی به جای یک مدل کاتالوگ ثابت آغاز شود.

شما می توانید ما را کشف کنید Surge Rerester محدوده محصول یا مشاهده برق گیر اکسید فلزی با بدنه پلیمری DGG.

سؤالات متداول: برقگیرها برای حفاظت ترانسفورماتور توزیع

آیا برقگیر می تواند از ترانسفورماتور توزیع در برابر صاعقه محافظت کند؟

یک برق گیر که به درستی انتخاب و نصب شده باشد می تواند به محدود کردن اضافه ولتاژهای گذرای مربوط به صاعقه به ترانسفورماتور کمک کند و استرس الکتریکی روی عایق آن را کاهش دهد. با این حال، عملکرد حفاظتی به هماهنگی عایق، ترتیب نصب و شرایط موج واقعی بستگی دارد.

چگونه یک برقگیر برای ترانسفورماتور 11 کیلوولت انتخاب کنم؟

با تأیید بالاترین ولتاژ سیستم، ترتیب زمین خنثی و الزامات TOV شروع کنید. سپس Uc، Ur، ولتاژ باقیمانده برقگیر و سایر مشخصات مربوطه را با سطح عایق ترانسفورماتور و مشخصات پروژه ارزیابی کنید.

آیا 10 کیلو آمپر همیشه بهتر از 5 کیلو آمپر است؟

نه. جریان تخلیه اسمی تنها یک پارامتر انتخابی است. محصول مناسب به نوردهی پروژه، سطح حفاظتی مورد نیاز، قابلیت شارژ و انرژی و مشخصات فنی قابل اجرا بستگی دارد.

برق گیر روی ترانسفورماتور توزیع کجا باید نصب شود؟

برای کاربردهای متداول حفاظت از ترانسفورماتور فاز به زمین، برقگیرها معمولاً در نزدیکی پایانه های ترانسفورماتور محافظت شده با اتصالات فاز و زمین مناسب نصب می شوند. محل نهایی و آرایش سیم کشی باید از طراحی سیستم و الزامات ابزار پیروی کند.

برای قیمت برقگیر ترانسفورماتور چه تامین کننده ای را باید بفرستم؟

ارسال ولتاژ اولیه ترانسفورماتور، بالاترین ولتاژ سیستم، روش اتصال به زمین، درجه بندی برقگیرهای مورد نیاز در صورت مشخص شدن، سطح عایق ترانسفورماتور، شرایط نصب، اسناد پروژه و مقدار.

نتیجه گیری

انتخاب یک برقگیر برای حفاظت از ترانسفورماتور توزیع بیش از انتخاب محصولی با ولتاژ نامی صحیح است.

شرایط عملکرد الکتریکی تعیین می کند که آیا برقگیر می تواند تحت تنش های ولتاژ معمولی و موقت پایدار بماند یا خیر. ولتاژ باقیمانده و هماهنگی عایق تعیین می کند که آیا می تواند سطح حفاظتی مناسبی برای ترانسفورماتور فراهم کند یا خیر.

موقعیت نصب، طول اتصال، محیط بیرون و مستندات آزمایش پشتیبانی نیز بر انتخاب نهایی تأثیر می گذارد.

برای شرکت‌های برق، پیمانکاران EPC و توزیع‌کنندگان برق، بررسی این الزامات قبل از سفارش به ایجاد مبنای روشن‌تری برای ارزیابی فنی و تدارکات کمک می‌کند.

به دنبال برقگیرهای اکسید فلزی برای حفاظت ترانسفورماتور توزیع هستید؟

پارامترهای ترانسفورماتور، ولتاژ سیستم، ترتیب زمین، مشخصات فنی و مقدار خرید خود را به DGG Power ارسال کنید.

تیم ما می تواند به بررسی نیازهای شما کمک کند و پیکربندی مناسب برقگیر را برای قیمت پیشنهاد دهد.