Si esteu especificant un parallamps per a una xarxa de mitjana-tensió, la primera pregunta que sol sortir és prou senzilla: necessito una unitat d'11 kV o una de 33 kV? La resposta sembla òbvia, però el procés de selecció és molt menys senzill que fer coincidir l'etiqueta de l'aturador amb la tensió del vostre sistema. Equivoqueu-vos i esteu mirant un dispositiu que no protegeix o, pitjor encara, condueix quan no hauria de fer-ho.
Aquesta guia explica les diferències reals entre els pararrayos de 11 kV i 33 kV, i inclou les classificacions de tensió, els requisits de connexió a terra, la classe del pararrayos i les especificacions que realment importen a l'hora de prendre una decisió d'adquisició.
Parallamps
Taula de referència ràpida
| Paràmetre | Sistema 11kV | Sistema de 33 kV |
|---|---|---|
| Posada a terra típica | Solidament connectat a terra (estrella) | Posada a terra sense-eficaç (delta) |
| Tensió nominal recomanada (Ur) | 9kV | 36 kV a 42 kV |
| MCOV | ~7,65 kV | ~29 kV a 34 kV |
| Valoració del corrent de descàrrega | 10kA | 10kA |
| Classe de detenció | Classe de distribució | Classe d'estació |
| BIL | 75 kV | 170 kV |
| Estàndard | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
La part que la majoria de la gent s'equivoca: es tracta de la connexió a terra, no només de la tensió
Aquí hi ha una cosa que enganxa molts enginyers: la tensió nominal d'un parallamps no és la mateixa que la tensió del sistema. El nombre que trieu depèn en gran mesura de la connexió a terra de la vostra xarxa, i aquí és on els sistemes d'11 kV i 33 kV solen comportar-se de manera molt diferent.
La majoria de xarxes d'11 kV estan sòlidament connectades a terra. El punt estrella del transformador està connectat directament a terra, la qual cosa significa que durant una fallada d'una-fàsica, la tensió de les altres dues fases es manté relativament estable, augmentant com a màxim al voltant del 80% de la tensió de línia-a-. Per això, els enginyers solen dimensionar l'aturador a 0,8 vegades la tensió del sistema. Per a una xarxa d'11 kV, això funciona amb una tensió nominal d'uns 9 kV. És un càlcul senzill i el dispositiu resultant és compacte,-eficaç i-adequat per a la protecció a nivell-de distribució.El parallamps d'11KVde Victory Electric, per exemple, es construeix precisament al voltant d'aquesta{0}}especificació de classe de distribució, amb una carcassa de polímer i una pila de varistors d'òxid de zinc optimitzat per a aquest entorn operatiu.
Els sistemes de 33 kV són una situació completament diferent. Una gran part de les xarxes de 33 kV, especialment a Àsia, Àfrica i parts d'Europa, utilitzen bobinatges de transformador connectats en delta-. Els bobinatges delta no tenen un punt neutre, de manera que no hi ha un camí directe a la terra. Quan es produeix una fallada en una fase, la tensió de les fases sanes pot pujar fins a la tensió de línia completa, de vegades una mica més alta. Això vol dir que l'aturador s'ha de classificar per gestionar-ho contínuament i el multiplicador de 0,8 ja no s'aplica. En comptes d'això, la tensió nominal s'estableix en el 100% de la tensió del sistema o superior, per la qual cosa els pararrayos de 33 kV solen tenir capacitats de 36 kV a 42 kV depenent del marge de seguretat preferit de la companyia.
Aplicant la lògica de selecció d'11kV a aParallamps de 33KVés un dels errors més comuns i costosos que es cometen durant l'especificació. Un pararrayos-de baix nivell començarà a conduir en condicions de falla a terra, acumularà calor que no pot dissipar i, finalment, fallarà.
Parallamps VICTORY 33KV
MCOV: L'especificació que es salta massa sovint
MCOV significa tensió operativa continua màxima. A les normes IEC també ho veureu escrit com a Uc. És la tensió més alta a la qual el pararrayos pot estar contínuament, en condicions de funcionament normals, sense degradar-se amb el temps.
Això és important perquè l'aturador sempre està connectat entre fase i terra. Fins i tot quan no hi ha cap sobretensió, la tensió normal de la fase-a-la terra està constantment a través d'ella. Durant una fallada en una altra fase, aquesta tensió augmenta temporalment. L'apagador ha d'aguantar sense conduir i sense cuinar-se en el procés.
Els números es desglossen aproximadament així:
- Un descargador de 9 kV per a un sistema de 11 kV tindrà un MCOV d'uns 7,65 kV.
- Un descargador de 36 kV per a un sistema de 33 kV normalment es troba al voltant de 29 kV
- Un apagador de 42 kV, que dóna una mica més de marge, arriba als 34 kV
Quan reviseu un full de dades, no només mireu la tensió nominal. Comproveu el MCOV amb la tensió màxima real-a-de la línia a terra del vostre sistema, inclosa la tolerància de funcionament normal, que sol ser més o menys un 10% del nominal. Aquest és el número que realment us indica si l'apagador és còmode a la vostra xarxa.
Classe de distribució vs Classe d'estació
Els pararrayos de 11 kV són gairebé sempre de classe de distribució. Estan dissenyats per a línies aèries, transformadors-muntats a pals, unitats principals d'anell i aplicacions similars. Són més lleugers, més petits i tenen un preu per al desplegament massiu a les xarxes de distribució.
Els pararrayos de 33 kV a les subestacions de xarxa són un nivell completament diferent. Normalment són de classe d'estació, la qual cosa significa una capacitat d'absorció d'energia més alta, millors classificacions de resistència a curt-circuits (alguns estàndards els proveen fins a 63.000 A), distàncies de fuga més llargues per a entorns costaners o industrials i una contenció de fallades internes més robusta. Aquests no són intercanviables amb les unitats de classe de distribució i la diferència de cost reflecteix diferències reals d'enginyeria, no només una pujada de tensió.
En una subestació de distribució típica de 33/11 kV, el costat d'entrada de 33 kV necessita protecció de classe d'estació, mentre que els alimentadors de sortida de 11 kV poden utilitzar maquinari de classe de distribució. Si proveu per a ambdós costats d'aquesta subestació, la gamma de productes de 33 kV de Victory Electric inclou pararrats de classe-estació i accessoris de protecció de mitjana-tensió associats que cobreixen el costat de-tensió més alta d'aquesta instal·lació.
Tensió residual i marge de protecció
Quan realment compareu dos pararrayos cap a cap, el nombre més útil és la tensió residual, de vegades anomenada tensió de descàrrega o nivell de protecció contra llamps. Es mesura a 10kA amb una forma d'ona de 8/20μs i us indica quanta tensió deixa passar el pararrayos durant una sobretensió.
Com més baixa sigui la tensió residual, millor serà la protecció. Però també ha de mantenir-se molt per sota del nivell bàsic d'aïllament d'impulsos (BIL) del vostre equip. Un marge de protecció còmode sol ser d'un 20 a un 30%.
Per a un sistema d'11 kV amb un BIL de 75 kV, la tensió residual del parafoud hauria d'estar per sota dels 53 kV. Per a un sistema de 33 kV on BIL és normalment de 170 kV, la tensió residual hauria de mantenir-se per sota dels 120 kV. Si compareu unitats de diferents proveïdors, utilitzeu la columna 10kA del full de dades com a punt de comparació i trieu el número inferior.
Uns quants errors que val la pena evitar
Suposant que la vostra xarxa de 33 kV està sòlidament connectada a terra sense comprovar-ho. Molta infraestructura heretada de 33 kV s'executa en configuracions delta o d'impedància-connexió a terra. Confirmeu sempre amb l'operador de xarxa abans d'escriure l'especificació.
Amb vistes a la distància de fuga en entorns bruts. Les subestacions costaneres i els llocs propers a les emissions industrials necessiten una fugida ampliada, normalment de 25 mm/kV o més. En equips de 33 kV, això suposa una diferència física significativa en la longitud de l'aïllant.
Tensió nominal coincident sense comprovar MCOV. Dos paracarregadors amb el mateix Ur poden tenir MCOV diferents. El que té el MCOV més baix podria estar bé en paper, però lluitant amb les condicions reals de la vostra xarxa.
Posar maquinari de classe de distribució en una barra de 33 kV. Els nivells d'energia i l'exposició a fallades a les barres de la subestació estan fora del que estan dissenyats els pararrats de classe de distribució. La classe d'estació no és opcional en aquest context.
La versió curta
La diferència fonamental entre un paral·lel de 11 kV i un de 33 kV no és només la tensió de l'etiqueta. Es redueix a com es posa a terra la xarxa, que impulsa el càlcul de la tensió nominal, el requisit MCOV i la classe de pararrayos. Un descargador de 11 kV en una xarxa sòlidament connectada a terra es pot dimensionar de manera conservadora i mantenir-se senzill. El parallamps de 33KV, que treballa en una xarxa típicament desenterrada o delta, ha de tenir una classificació més alta del que podríeu esperar, especificar-se a la classe de l'estació i verificar acuradament en condicions de falla reals.
En cas de dubte, treballeu a partir de la norma IEC 60099-4, confirmeu la vostra disposició de connexió a terra i no considereu la selecció de paracarrers com un exercici de verificació.