배전 변압기는 중전압 전력망의 필수 구성 요소로 배전 공급 장치를 산업 시설, 상업용 건물 및 지역 소비자가 요구하는 전압 수준에 연결합니다.
그러나 가공 배전선에 연결된 변압기는 낙뢰 및 스위칭 작동으로 인해 발생하는 일시적인 과전압에 노출될 수 있습니다. 이러한 상황은 장비의 절연 내력을 초과하는 전압 스트레스를 생성할 수 있습니다.
금속 산화물 서지 피뢰기는 이러한 과도 과전압을 제한하고 변압기 절연에 가해지는 전기적 스트레스를 줄이는 데 도움이 됩니다.
올바른 어레스터를 선택하려면 정격 전압을 변압기의 1차 전압과 일치시키는 것 이상이 필요합니다. 엔지니어는 시스템 접지, 연속 작동 전압, 임시 과전압 용량, 잔류 전압, 절연 조정 및 설치 배열도 고려해야 합니다.
본 가이드에서는 배전 변압기 보호용 서지 보호기 선택과 관련된 주요 요소와 구매자가 견적을 요청하기 전에 확인해야 하는 기술 정보에 대해 설명합니다.
배전 변압기는 번개가 변압기에 직접 닿지 않는 경우에도 오버헤드 피더를 따라 이동하는 번개 관련 서지에 노출될 수 있습니다.
이러한 빠르게 상승하는 과도 전압은 1차 단자를 통해 유입되어 변압기 권선 절연체에 추가적인 전기적 스트레스를 가할 수 있습니다.
전기 네트워크의 다른 곳에서 스위칭 작업을 수행하면 시스템의 절연 조정 시 고려해야 할 일시적인 과전압이 발생할 수도 있습니다.
금속산화물 서지 피뢰기는 금속산화물 배리스터 소자의 비선형 전압-전류 특성을 통해 작동합니다. 정상적인 시스템 조건에서 어레스터는 높은 저항 상태를 유지합니다. 적절한 과도 과전압이 발생하면 서지 전류를 전도하고 결과적인 전압을 제한하는 데 도움이 됩니다.
피뢰기는 모든 전압 서지를 제거하거나 변압기가 절연 손상을 겪지 않도록 보장하지 않습니다.
대신, 그 목적은 변압기의 절연 내력과 네트워크의 전기적 특성에 맞춰 작동하는 적절한 보호 수준을 제공하는 것입니다.
이러한 이유로 서지 피뢰기 선택은 단순한 액세서리 구매 결정이 아니라 변압기 보호 설계의 중요한 부분입니다.
구매자가 변압기 보호를 위해 서지 피뢰기를 요청할 때 변압기 1차 전압만 제공하는 경우가 많습니다.
예를 들어:
'11kV 변압기용 서지 어레스터가 필요합니다.'
이는 일반적인 애플리케이션을 식별하지만 어레스터가 경험하게 될 전압 스트레스를 완전히 설명하지는 않습니다.
첫 번째 단계는 공칭 및 최고 시스템 전압을 확인하는 것입니다. 다음은 중성 접지 배열을 이해하는 것입니다.
효과적으로 접지된 시스템에서 정상적인 균형 조건에서 상간 전압은 상간 전압을 3의 제곱근으로 나눈 것과 관련이 있습니다.
그러나 절연 중립, 공진 접지 또는 기타 접지 배열은 지락 중에 다른 임시 과전압 조건을 생성할 수 있습니다.
이러한 조건은 서지 피뢰기의 필요한 연속 작동 전압과 임시 과전압 내성 성능에 영향을 미칩니다.
따라서 공칭 전압이 동일한 네트워크에 연결된 두 개의 변압기는 접지 배열이나 오류 제거 조건이 다를 경우 서로 다른 어레스터 정격이 필요할 수 있습니다.
11kV 변압기에는 Ur이 11kV인 피뢰기가 자동으로 필요하지 않습니다.
22kV, 33kV 및 기타 중전압 배전 시스템에도 동일한 원칙이 적용됩니다.
서지 어레스터 데이터시트는 일반적으로 정격 전압(Ur)과 연속 작동 전압(Uc)을 식별합니다.
이러한 매개변수는 함께 평가되어야 하지만 서로 바꿔 사용할 수는 없습니다.
많은 ANSI/IEEE 응용 분야에서 최대 연속 작동 전압(MCOV)이라고도 알려진 Uc는 피뢰기가 지정된 작동 조건에서 견딜 수 있는 연속 상용 주파수 전압을 나타냅니다.
Ur 은 피뢰기의 지정된 작동 작업 특성과 관련된 정격 전압입니다.
일시적 과전압(TOV)은 특정 접지 결함을 포함하여 비정상적인 네트워크 상태에서 제한된 기간 동안 발생할 수 있는 전원 주파수 과전압을 나타냅니다.
Uc 또는 TOV 성능이 부족한 어레스터를 선택하면 과도한 전기 및 열 스트레스에 노출될 수 있습니다.
반면, 어레스터 정격을 불필요하게 높이면 해당 제품군의 잔류 전압이 높아져 잠재적으로 변압기에 사용 가능한 보호 마진이 줄어들 수 있습니다.
이는 중요한 엔지니어링 균형을 만듭니다.
피뢰기는 변압기에 충분히 낮은 보호 수준을 제공하는 동시에 전력 시스템의 정상 및 임시 전압 조건을 견뎌야 합니다.
적절한 조합은 시스템 조건과 제조업체의 기술 데이터를 통해 결정되어야 합니다.
더 자세한 설명은 관련 가이드인 서지 피뢰기 정격 전압(Ur)과 MCOV(Uc) 비교: 차이점은 무엇입니까?를 참조하십시오.
잔류 전압은 변압기 서지 보호에서 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다.
서지 전류가 금속 산화물 피뢰기를 통해 흐를 때 전압은 단자 전체에 유지됩니다. 이것을 잔류전압이라고 합니다.
잔류전압은 피뢰기의 설계와 서지전류의 크기 및 파형에 따라 달라집니다.
절연 조정의 기본 목적은 변압기에 도달하는 과전압이 해당 절연 내력 수준보다 적절하게 낮게 유지되도록 하는 것입니다.
낙뢰 서지 보호를 위해 엔지니어는 일반적으로 ANSI/IEEE 용어로 BIL(기본 절연 수준)이라고도 하는 변압기의 낙뢰 임펄스 내전압을 평가합니다.
어레스터의 보호 수준은 적절한 보호 마진을 포함하여 변압기의 절연 내력 요구 사항을 기준으로 평가해야 합니다.
동일한 공칭 분배 시스템용으로 설계된 두 개의 어레스터를 고려하십시오.
둘 다 적합한 연속 작동 전압 정격을 가질 수 있지만 잔류 전압 특성은 다를 수 있습니다.
보다 적절한 보호 수준을 갖춘 어레스터는 네트워크의 전압 및 에너지 요구 사항도 충족하는 경우 특정 변압기에 대해 더 나은 절연 조정을 제공할 수 있습니다.
이것이 Ur, Uc 또는 공칭 방전 전류만을 기준으로 어레스터를 선택하는 것만으로는 충분하지 않은 이유입니다.
적합한 서지 피뢰기는 네트워크의 전기적 조건을 견뎌야 하며 변압기 절연을 효과적으로 보호해야 합니다.
올바르게 선택된 서지 어레스터라도 설치 배열이 제대로 설계되지 않으면 예상한 보호 기능을 제공하지 못할 수 있습니다.
이는 일반적으로 간과되는 문제입니다.
서지가 빠르게 상승하는 동안 연결 도체의 인덕턴스는 추가 전압 구성 요소를 생성합니다. 해당 전압은 변압기 단자에서 경험되는 스트레스를 증가시킬 수 있습니다.
따라서 변압기의 유효 보호 전압은 어레스터 데이터시트에 명시된 잔류 전압보다 높을 수 있습니다.
변압기 보호를 위해 피뢰기는 일반적으로 적절하게 설계된 위상 및 접지 연결을 사용하여 보호되는 장비에 최대한 가깝게 설치해야 합니다.
관련 연결 경로는 짧고 직선적으로 유지되어야 하며, 유틸리티의 전기 간극, 접지 및 기계적 요구 사항을 준수해야 합니다.
이는 전주 장착형 배전 변압기와 변전소 또는 기타 배전 시설에 설치된 변압기 모두에 적용됩니다.
보호 장비에서 너무 멀리 설치된 서지 어레스터는 변압기 단자에 바로 인접하여 설치된 서지 어레스터와 다른 수준의 보호를 제공할 수 있습니다.
이러한 이유로 구매자는 어레스터 사양뿐만 아니라 의도한 장착 위치 및 연결 배열도 고려해야 합니다.
많은 구매자는 주로 공칭 방전 전류 정격을 기준으로 서지 방지기를 비교합니다.
일반적인 제품 설명에는 5kA 또는 10kA 금속 산화물 서지 피뢰기가 포함될 수 있습니다.
그러나 공칭 방전 전류 값이 더 높다고 해서 해당 제품이 모든 배전 변압기에 더 적합하다는 것을 자동으로 의미하는 것은 아닙니다.
공칭 방전 전류는 정의된 임펄스 전류 테스트와 연관됩니다. 모든 작동 조건에서 어레스터의 총 에너지 또는 전하 처리 능력과 혼동해서는 안 됩니다.
기술적으로 적절한 선택을 위해서는 전하 이동 기능, 에너지 성능, 단락 성능 및 예상되는 네트워크 특성을 고려해야 할 수도 있습니다.
오버헤드 피더에 연결된 변압기의 경우 관련 서지 노출 및 유틸리티 사양에 따라 선택해야 합니다.
변전소에 설치된 변압기의 경우 프로젝트에 따라 다른 보호, 절연 및 장비 분류 요구 사항이 적용될 수 있습니다.
구매자는 5kA가 더 좋은지 10kA가 더 나은지 묻는 것이 아니라 전체 어레스터 구성이 프로젝트 사양을 충족하는지 확인해야 합니다.
배전 변압기는 환경 조건이 연결된 서지 어레스터의 성능 및 서비스 요구 사항에 영향을 미칠 수 있는 실외에 설치되는 경우가 많습니다.
먼지, 산업 오염, 해안 염분 침전물, 습기 및 온도 변화는 외부 단열 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
폴리머 하우징 금속 산화물 서지 피뢰기는 적절한 외부 절연 및 연면 거리를 제공하도록 하우징 구조를 설계할 수 있기 때문에 실외 배전 네트워크에서 일반적으로 사용됩니다.
그러나 올바른 하우징 구성은 여전히 실제 프로젝트 환경에 따라 달라집니다.
예를 들어, 해안 근처에 설치된 변압기는 상대적으로 깨끗한 내륙 지역에서 작동하는 변압기와 다른 외부 절연 고려 사항이 필요할 수 있습니다.
해당되는 경우 설치 고도, 주변 온도, 장착 배열 및 기계적 요구 사항도 검토해야 합니다.
제품의 외관만으로는 특정 프로젝트의 전기적, 환경적 조건에 적합한지 여부를 확인할 수 없습니다.
변압기 보호 프로젝트의 경우 제품 카탈로그 설명이 승인의 유일한 기초가 되어서는 안 됩니다.
구매자는 제조업체의 기술 데이터시트, 해당 테스트 문서 및 치수 도면을 검토해야 합니다.
IEC 60099-4는 1kV 이상의 AC 전원 시스템용 틈 없는 금속 산화물 서지 피뢰기를 다루고, IEC 60099-5는 선택 및 적용에 대한 지침을 제공합니다.
유형 테스트 문서와 일상 테스트 문서는 서로 다른 목적으로 사용됩니다.
유형 테스트 보고서는 관련 제품 설계 또는 테스트된 구성의 검증을 지원합니다. 일상적인 테스트는 해당 테스트 요구 사항에 따라 제조된 제품에 관한 것입니다.
국제 유틸리티 입찰 및 EPC 프로젝트의 경우 제조업체가 제공하는 테스트 문서는 실제 제공되는 모델 및 기술 구성과 일치해야 합니다.
하나의 서지 어레스터 모델에 대한 보고서가 제조업체 제품군의 모든 전압 정격이나 하우징 구조를 포괄한다고 자동으로 가정해서는 안 됩니다.
DGG Power는 변압기 및 배전망 보호를 위한 폴리머 하우징 금속 산화물 서지 피뢰기를 포함한 중압 및 고전압 송전 및 배전 장비를 제공합니다.
당사의 서지 피뢰기 제품군에는 가공 배전선, 배전 변압기, 변전소 및 산업용 전력 시스템을 위한 다양한 정격 전압 및 구조 구성이 포함됩니다.
프로젝트 요구 사항에 따라 DGG Power는 적절한 전기 정격, 절연 구조, 설치 크기 및 기술 문서 요구 사항을 논의할 수 있습니다.
선택된 DGG 서지 어레스터 모델은 유형 테스트 문서를 통해 지원됩니다. 특정 보고서의 가용성 및 적용 가능성은 인용되는 실제 제품 모델과 비교하여 확인되어야 합니다.
유틸리티, EPC 및 배전 프로젝트의 경우 고정 카탈로그 모델이 아닌 변압기 데이터 및 기술 사양으로 선택 프로세스를 시작할 수 있습니다.
당신은 우리를 탐색할 수 있습니다 서지 피뢰기 제품 범위를 확인하거나 DGG 폴리머 하우징 금속 산화물 서지 피뢰기.
올바르게 선택하고 설치된 서지 피뢰기는 변압기에 도달하는 낙뢰 관련 일시적인 과전압을 제한하여 절연체에 대한 전기적 스트레스를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 보호 성능은 절연 조정, 설치 배치 및 실제 서지 조건에 따라 달라집니다.
가장 높은 시스템 전압, 중성 접지 배열 및 TOV 요구 사항을 확인하는 것부터 시작하십시오. 그런 다음 변압기 절연 수준 및 프로젝트 사양을 기준으로 어레스터의 Uc, Ur, 잔류 전압 및 기타 관련 특성을 평가합니다.
아니요. 공칭 방전 전류는 하나의 선택 매개변수일 뿐입니다. 적절한 제품은 프로젝트의 서지 노출, 필요한 보호 수준, 충전 및 에너지 용량, 적용 가능한 기술 사양에 따라 다릅니다.
일반적인 위상 대 접지 변압기 보호 애플리케이션의 경우 피뢰기는 일반적으로 적절한 위상 및 접지 연결을 통해 보호 변압기 단자 가까이에 설치됩니다. 최종 위치와 배선 배열은 시스템 설계 및 유틸리티 요구 사항을 따라야 합니다.
변압기 1차 전압, 최고 시스템 전압, 접지 방법, 필요한 피뢰기 정격(지정된 경우), 변압기 절연 수준, 설치 조건, 프로젝트 문서 및 수량을 보내십시오.
배전 변압기 보호를 위한 서지 어레스터를 선택하는 것은 올바른 공칭 전압을 가진 제품을 선택하는 것 이상을 의미합니다.
전기적 작동 조건은 피뢰기가 정상 및 임시 전압 스트레스 하에서 안정적으로 유지될 수 있는지 여부를 결정합니다. 잔류 전압 및 절연 조정에 따라 변압기에 적절한 보호 수준을 제공할 수 있는지 여부가 결정됩니다.
설치 위치, 연결 길이, 실외 환경 및 지원 테스트 문서도 최종 선택에 영향을 미칩니다.
유틸리티, EPC 계약업체 및 전기 배전업체의 경우 주문하기 전에 이러한 요구 사항을 검토하면 기술 평가 및 조달을 위한 보다 명확한 기반을 마련하는 데 도움이 됩니다.
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