Vizualizări: 0 Autor: Editor site Ora publicării: 2026-10-30 Origine: Site
Transformatoarele de distribuție sunt componente esențiale ale rețelelor electrice de medie tensiune, conectând alimentatoarele de distribuție la nivelurile de tensiune cerute de unitățile industriale, clădirile comerciale și consumatorii locali.
Cu toate acestea, transformatoarele conectate la liniile aeriene de distribuție pot fi expuse la supratensiuni tranzitorii cauzate de lovituri de trăsnet și operațiuni de comutare. Aceste evenimente pot produce tensiuni de tensiune care depășesc capacitatea de rezistență la izolație a echipamentului.
Descărcătoarele cu oxid de metal ajută la limitarea acestor supratensiuni tranzitorii și la reducerea tensiunii electrice impuse izolației transformatorului.
Selectarea descărcătorului corect necesită mai mult decât potrivirea tensiunii nominale a acestuia cu tensiunea primară a transformatorului. Inginerii trebuie să ia în considerare, de asemenea, împământarea sistemului, tensiunea de funcționare continuă, capacitatea temporară de supratensiune, tensiunea reziduală, coordonarea izolației și aranjamentul instalării.
Acest ghid explică factorii cheie implicați în selectarea descărcătoarelor pentru protecția transformatorului de distribuție și informațiile tehnice pe care cumpărătorii ar trebui să le confirme înainte de a solicita o ofertă.
Un transformator de distribuție poate fi expus la supratensiuni legate de fulgere care călătoresc de-a lungul unui alimentator deasupra capului, chiar și atunci când fulgerul nu lovește direct transformatorul.
Aceste tranzitorii de tensiune cu creștere rapidă pot pătrunde prin bornele primare și pot crea un stres electric suplimentar asupra izolației înfășurării transformatorului.
Operațiile de comutare în altă parte a rețelei electrice pot produce, de asemenea, supratensiuni tranzitorii care trebuie luate în considerare în coordonarea izolației sistemului.
Un descărcător de supratensiune cu oxid de metal funcționează prin caracteristicile neliniare tensiune-curent ale elementelor sale varistoare cu oxid de metal. În condiții normale de sistem, descărcătorul rămâne într-o stare de rezistență ridicată. Când apare o supratensiune tranzitorie adecvată, aceasta conduce curentul de supratensiune și ajută la limitarea tensiunii rezultate.
Descărcătorul nu elimină orice supratensiune și nu garantează că un transformator nu poate suferi niciodată daune ale izolației.
În schimb, scopul său este de a oferi un nivel de protecție adecvat care funcționează cu capacitatea de rezistență la izolație a transformatorului și cu caracteristicile electrice ale rețelei.
Din acest motiv, alegerea descărcătoarelor de supratensiune este o parte importantă a proiectării protecției transformatorului, mai degrabă decât o simplă decizie de cumpărare a accesoriilor.
Când cumpărătorii solicită descărcători pentru protecția transformatorului, ei furnizează adesea doar tensiunea primară a transformatorului.
De exemplu:
„Am nevoie de descărcători pentru un transformator de 11 kV.”
Aceasta identifică aplicația generală, dar nu descrie pe deplin tensiunea pe care o va experimenta descărcătorul.
Primul pas este să confirmați tensiunea nominală și cea mai mare a sistemului. Următorul este să înțelegem aranjamentul neutru de împământare.
Într-un sistem împământat eficient, tensiunea fază-pământ în condiții normale de echilibrare este legată de tensiunea fază-faza împărțită la rădăcina pătrată a lui trei.
Cu toate acestea, aranjamente izolate-neutru, împământare rezonantă sau alte aranjamente de împământare pot produce diferite condiții temporare de supratensiune în timpul defecțiunilor la pământ.
Aceste condiții influențează tensiunea de funcționare continuă necesară și capacitatea temporară de rezistență la supratensiune a descărcătorului de supratensiune.
Prin urmare, două transformatoare conectate la rețele cu aceeași tensiune nominală pot necesita valori nominale diferite ale descărcătorului dacă aranjamentele lor de împământare sau condițiile de eliminare a defecțiunilor diferă.
Un transformator de 11 kV nu necesită automat un descărcător cu un Ur de 11 kV.
Același principiu se aplică la 22kV, 33kV și alte sisteme de distribuție de medie tensiune.
Fișele tehnice ale descărcătoarelor de supratensiune identifică de obicei tensiunea nominală (Ur) și tensiunea de funcționare continuă (Uc).
Acești parametri trebuie evaluați împreună, dar nu sunt interschimbabili.
Uc , cunoscută și sub denumirea de Tensiune maximă de funcționare continuă sau MCOV în multe aplicații ANSI/IEEE, descrie tensiunea continuă de putere-frecvență pe care o poate rezista descărcătorul în condițiile de funcționare specificate.
Ur este tensiunea nominală asociată cu caracteristicile de funcționare specificate ale descărcătorului.
Supratensiune temporară, sau TOV, se referă la o supratensiune la frecvența de alimentare care poate apărea pentru o perioadă limitată în condiții anormale de rețea, inclusiv anumite defecțiuni la pământ.
Selectarea unui descărcător cu capacitate insuficientă de Uc sau TOV îl poate expune la solicitări electrice și termice excesive.
Pe de altă parte, creșterea inutilă a valorii descărcătorului poate duce la o tensiune reziduală mai mare pentru o anumită familie de produse, reducând potențial marja de protecție disponibilă pentru transformator.
Acest lucru creează un echilibru ingineresc important:
Descărcătorul trebuie să reziste la condițiile normale și temporare de tensiune ale sistemului de alimentare, oferind în același timp un nivel de protecție suficient de scăzut pentru transformator.
Combinația adecvată ar trebui determinată din condițiile sistemului și din datele tehnice ale producătorului.
Pentru o explicație mai detaliată, consultați ghidul nostru aferent, Tensiune nominală (Ur) și MCOV (Uc): Care este diferența?
Tensiunea reziduală este unul dintre cei mai importanți parametri în protecția la supratensiunea transformatorului.
Când un curent de supratensiune trece printr-un descărcător cu oxid de metal, o tensiune rămâne la bornele sale. Aceasta se numește tensiune reziduală.
Tensiunea reziduală variază în funcție de proiectarea descărcătorului și de mărimea și forma de undă a curentului de supratensiune.
Obiectivul fundamental al coordonării izolației este de a se asigura că supratensiunea care ajunge la transformator rămâne în mod corespunzător sub nivelul său relevant de rezistență a izolației.
Pentru protecția împotriva supratensiunii de trăsnet, inginerii evaluează în mod obișnuit tensiunea de rezistență la impulsul de trăsnet a transformatorului, adesea denumită Nivelul său de izolație de bază (BIL) în terminologia ANSI/IEEE.
Nivelul de protecție al descărcătorului trebuie evaluat în raport cu cerințele de rezistență a izolației transformatorului, inclusiv cu o marjă de protecție adecvată.
Luați în considerare două descărcătoare proiectate pentru același sistem de distribuție nominală.
Ambele pot avea valori nominale adecvate ale tensiunii de funcționare continuă, dar caracteristicile lor de tensiune reziduală pot diferi.
Descărcătorul cu nivelul de protecție mai adecvat poate asigura o mai bună coordonare a izolației pentru transformatorul specific, cu condiția ca acesta să îndeplinească și cerințele de tensiune și energie ale rețelei.
Acesta este motivul pentru care alegerea unui descărcător bazat doar pe Ur, Uc sau curent nominal de descărcare este insuficientă.
Un descărcător adecvat trebuie să supraviețuiască condițiilor electrice ale rețelei și să ofere o protecție eficientă pentru izolația transformatorului.
Chiar și un descărcător de supratensiune selectat corect poate să nu ofere protecția așteptată dacă aranjamentul său de instalare este prost proiectat.
Aceasta este o problemă de obicei trecută cu vederea.
În timpul unei supratensiuni în creștere rapidă, inductanța conductorilor de conectare produce o componentă suplimentară de tensiune. Această tensiune poate crește stresul experimentat la bornele transformatorului.
Prin urmare, tensiunea de protecție efectivă la transformator poate fi mai mare decât tensiunea reziduală menționată în fișa de date a descărcător.
Pentru protecția transformatorului, descărcătorul trebuie instalat în general cât mai aproape posibil de echipamentul protejat, cu conexiuni de fază și pământ proiectate corespunzător.
Calea de conectare relevantă trebuie menținută scurtă și directă, respectând în același timp cerințele electrice, de împământare și mecanice ale rețelei.
Acest lucru se aplică atât transformatoarelor de distribuție montate pe stâlpi, cât și transformatoarelor instalate în substații sau alte instalații de distribuție.
Un descărcător de supratensiune instalat prea departe de echipamentul protejat poate oferi un nivel diferit de protecție față de cel instalat direct adiacent bornelor transformatorului.
Din acest motiv, cumpărătorii ar trebui să ia în considerare nu numai specificația descărcătorului, ci și poziția de montare și aranjamentul de conectare.
Mulți cumpărători compară descărcătorul de supratensiune în primul rând după valorile nominale ale curentului de descărcare.
Descrierile tipice ale produselor pot include descărcătoare de supratensiune cu oxid de metal de 5 kA sau 10 kA.
Cu toate acestea, o valoare nominală mai mare a curentului de descărcare nu înseamnă automat că produsul este mai potrivit pentru fiecare transformator de distribuție.
Curentul nominal de descărcare este asociat cu un test de curent de impuls definit. Nu trebuie confundat cu energia totală sau capacitatea de manipulare a încărcăturii a descărcătorului în toate condițiile de funcționare.
O selecție adecvată din punct de vedere tehnic poate necesita, de asemenea, luarea în considerare a capacității de transfer de sarcină, a performanței energetice, a performanței la scurtcircuit și a caracteristicilor așteptate ale rețelei.
Pentru un transformator conectat la un alimentator de deasupra capului, expunerea la supratensiune relevantă și specificațiile de utilitate ar trebui să ghideze selecția.
Pentru un transformator instalat într-o substație, proiectul poate impune cerințe diferite de protecție, izolație și clasificare a echipamentelor.
În loc să întrebe doar dacă 5kA sau 10kA este mai bun, cumpărătorii ar trebui să confirme dacă configurația completă a descărcătorului îndeplinește specificațiile proiectului.
Transformatoarele de distribuție sunt instalate frecvent în aer liber, unde condițiile de mediu pot afecta performanța și cerințele de service ale descărcătoarelor conectate.
Praful, poluarea industrială, depozitele de sare de coastă, umiditatea și variația temperaturii pot influența performanța izolației externe.
Descărcătorul de supratensiune din oxid metalic adăpostit în polimeri sunt utilizați în mod obișnuit în rețelele de distribuție exterioare, deoarece structurile lor de carcasă pot fi proiectate pentru a oferi izolație exterioară adecvată și distanță de fuga.
Cu toate acestea, configurația corectă a carcasei depinde încă de mediul real al proiectului.
De exemplu, un transformator instalat lângă coastă poate necesita considerații de izolație externă diferite față de cel care funcționează într-o regiune interioară relativ curată.
Altitudinea de instalare, temperatura ambiantă, aranjamentul de montare și cerințele mecanice ar trebui, de asemenea, revizuite atunci când este relevant.
Numai aspectul exterior al unui produs nu poate stabili dacă este potrivit pentru condițiile electrice și de mediu ale unui anumit proiect.
Pentru proiectele de protecție a transformatoarelor, descrierea de catalog a unui produs nu ar trebui să fie singura bază pentru aprobare.
Cumpărătorii ar trebui să examineze fișa tehnică a producătorului, documentația de testare aplicabilă și desenele dimensionale.
IEC 60099-4 acoperă descărcătoarele de supratensiune cu oxid de metal fără întrerupere pentru sistemele de alimentare cu curent alternativ peste 1 kV, în timp ce IEC 60099-5 oferă îndrumări cu privire la alegerea și aplicarea acestora.
Documentația de test de tip și documentația de test de rutină servesc unor scopuri diferite.
Un raport de testare de tip sprijină verificarea designului produsului relevant sau a configurației testate. Testarea de rutină se referă la produsul fabricat în conformitate cu cerințele de testare aplicabile.
Pentru licitațiile internaționale de utilități și proiectele EPC, documentele de testare furnizate de producător ar trebui să fie corelate cu modelul și configurația tehnică oferite efectiv.
Un raport pentru un model de descărcător de supratensiune nu ar trebui să se presupună automat că acoperă fiecare tensiune nominală sau structură de carcasă din gama de produse a unui producător.
DGG Power furnizează echipamente de transmisie și distribuție de medie și înaltă tensiune, inclusiv descărcătoare de supratensiune din oxid metalic cu polimer pentru protecția transformatoarelor și a rețelei de distribuție.
Gama noastră de produse descarcatoare de supratensiune include diferite tensiuni nominale și configurații structurale pentru linii aeriene de distribuție, transformatoare de distribuție, substații și sisteme de alimentare industriale.
În funcție de cerințele proiectului, DGG Power poate discuta despre ratinguri electrice adecvate, structuri de izolație, dimensiunile de instalare și cerințele documentelor tehnice.
Modelele selectate de descărcători DGG sunt susținute de documentația de testare a tipului. Disponibilitatea și aplicabilitatea unui raport specific ar trebui să fie confirmate în raport cu modelul real de produs cotat.
Pentru proiectele de utilitate, EPC și distribuție, procesul de selecție poate începe cu datele transformatorului și specificațiile tehnice, mai degrabă decât cu un model de catalog fix.
Ne puteți explora Gama de produse pentru descărcător de supratensiune sau vizualizați Descărcător de supratensiune din oxid de metal cu carcasă de polimer DGG.
Un descărcător de supratensiune selectat și instalat corect poate ajuta la limitarea supratensiunilor tranzitorii legate de trăsnet care ajung la transformator, reducând stresul electric asupra izolației acestuia. Cu toate acestea, performanța protecției depinde de coordonarea izolației, aranjamentul instalării și condițiile reale de supratensiune.
Începeți prin a confirma cea mai mare tensiune a sistemului, aranjamentul de împământare a neutrului și cerințele TOV. Apoi evaluați Uc, Ur, tensiunea reziduală și alte caracteristici relevante ale descărcătorului față de nivelul de izolație al transformatorului și specificațiile proiectului.
Nu. Curentul nominal de descărcare este doar un parametru de selecție. Produsul potrivit depinde de expunerea la supratensiuni a proiectului, nivelul de protecție necesar, capacitatea de încărcare și energie și specificațiile tehnice aplicabile.
Pentru aplicațiile obișnuite de protecție a transformatorului fază-pământ, descărcătoarele sunt instalate în general aproape de bornele transformatorului protejate, cu conexiuni de fază și pământ adecvate. Locația finală și aranjamentul cablajului ar trebui să urmeze proiectarea sistemului și cerințele de utilitate.
Trimiteți tensiunea primară a transformatorului, cea mai mare tensiune a sistemului, metoda de împământare, valorile nominale ale descărcătorului, dacă sunt specificate, nivelul de izolație al transformatorului, condițiile de instalare, documentele de proiect și cantitatea.
Selectarea unui descărcător pentru protecția transformatorului de distribuție implică mai mult decât alegerea unui produs cu tensiunea nominală corectă.
Condițiile electrice de funcționare determină dacă descărcătorul poate rămâne stabil la tensiuni normale și temporare. Tensiunea reziduală și coordonarea izolației determină dacă poate oferi un nivel de protecție adecvat pentru transformator.
Poziția de instalare, lungimea conexiunii, mediul exterior și documentația de testare de susținere influențează, de asemenea, selecția finală.
Pentru utilități, contractori EPC și distribuitori de energie electrică, revizuirea acestor cerințe înainte de a comanda contribuie la crearea unei baze mai clare pentru evaluarea tehnică și achiziție.
Căutați descărcătoare de supratensiune cu oxid de metal pentru protecția transformatoarelor de distribuție?
Trimiteți DGG Power parametrii transformatorului, tensiunea sistemului, împământarea, specificațiile tehnice și cantitatea de achiziție.
Echipa noastră vă poate ajuta să vă revizuiți cerințele și să vă recomande o configurație adecvată pentru descărcător de supratensiune pentru ofertă.
