Nếu bạn đang chỉ định thiết bị chống sét cho mạng trung thế{0}}thì câu hỏi đầu tiên thường xuất hiện khá đơn giản: tôi cần thiết bị 11kV hay thiết bị 33kV? Câu trả lời nghe có vẻ hiển nhiên, nhưng quá trình lựa chọn ít đơn giản hơn nhiều so với việc chỉ khớp nhãn thiết bị chống sét với điện áp hệ thống của bạn. Hãy hiểu sai và bạn đang xem một thiết bị không có khả năng bảo vệ hoặc tệ hơn là hoạt động khi không nên.
Hướng dẫn này trình bày những khác biệt thực sự giữa thiết bị chống sét 11kV và 33kV, bao gồm xếp hạng điện áp, yêu cầu nối đất, loại thiết bị chống sét và các thông số kỹ thuật thực sự quan trọng khi bạn đưa ra quyết định mua sắm.
Thiết bị chống sét
Bảng tham khảo nhanh
| tham số | Hệ thống 11kV | Hệ thống 33kV |
|---|---|---|
| Nối đất điển hình | Nối đất vững chắc (sao) | Không-được nối đất hiệu quả (delta) |
| Điện áp định mức được đề xuất (Ur) | 9kV | 36kV đến 42kV |
| MCOV | ~7,65kV | ~29kV đến 34kV |
| Xả đánh giá hiện tại | 10kA | 10kA |
| Lớp bắt giữ | Lớp phân phối | Lớp ga |
| tỷ | 75kV | 170kV |
| Tiêu chuẩn | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
Phần mà hầu hết mọi người đều sai: Đó là về nối đất, không chỉ về điện áp
Đây là điều khiến nhiều kỹ sư băn khoăn: điện áp định mức của thiết bị chống sét không giống với điện áp hệ thống. Con số bạn chọn phụ thuộc rất nhiều vào cách nối đất mạng của bạn và đó là lúc hệ thống 11kV và 33kV có xu hướng hoạt động rất khác nhau.
Hầu hết các mạng 11kV đều được nối đất cố định. Điểm nối sao của máy biến áp được nối trực tiếp với mặt đất, có nghĩa là khi xảy ra sự cố một pha, điện áp trên hai pha còn lại vẫn tương đối ổn định, tăng lên không quá 80% điện áp đường dây-đến{5}}đường dây. Do đó, các kỹ sư thường định cỡ thiết bị chống sét ở mức 0,8 lần điện áp hệ thống. Đối với mạng 11kV, nó hoạt động ở điện áp định mức khoảng 9kV. Đây là một phép tính đơn giản và thiết bị thu được nhỏ gọn,-tiết kiệm chi phí và-rất phù hợp để bảo vệ{14}}cấp phân phối.Thiết bị chống sét 11KVVí dụ: từ Victory Electric được xây dựng chính xác dựa trên đặc điểm kỹ thuật của lớp phân phối-này, với vỏ bằng polyme và ngăn xếp biến trở oxit kẽm được tối ưu hóa cho môi trường hoạt động đó.
Hệ thống 33kV lại là một tình huống hoàn toàn khác. Phần lớn mạng 33kV, đặc biệt là ở Châu Á, Châu Phi và một số khu vực ở Châu Âu, sử dụng cuộn dây máy biến áp nối tam giác. Cuộn dây tam giác không có điểm trung tính nên không có đường dẫn trực tiếp xuống đất. Khi xảy ra sự cố trên một pha, điện áp trên các pha khỏe mạnh có thể tăng lên đến mức điện áp toàn đường dây, đôi khi cao hơn một chút. Điều đó có nghĩa là thiết bị chống sét phải được đánh giá để xử lý việc đó liên tục và hệ số nhân 0,8 không còn được áp dụng nữa. Thay vào đó, điện áp định mức được đặt ở mức 100% điện áp hệ thống hoặc cao hơn, đó là lý do tại sao bộ chống sét 33kV thường có mức điện áp từ 36kV đến 42kV tùy thuộc vào giới hạn an toàn ưa thích của công ty điện lực.
Áp dụng logic lựa chọn 11kV choThiết bị chống sét 33KVlà một trong những sai lầm phổ biến và tốn kém nhất trong quá trình đặc tả. Thiết bị chống sét-được đánh giá thấp sẽ bắt đầu dẫn điện trong điều kiện chạm đất, tích tụ nhiệt mà nó không thể tiêu tan và cuối cùng bị hỏng.
Thiết bị chống sét VICTORY 33KV
MCOV: Thông số kỹ thuật bị bỏ qua quá thường xuyên
MCOV là viết tắt của Điện áp hoạt động liên tục tối đa. Trong các tiêu chuẩn IEC bạn cũng sẽ thấy nó được viết là Uc. Đó là điện áp cao nhất mà thiết bị chống sét có thể hoạt động liên tục trong điều kiện hoạt động bình thường mà không bị suy giảm theo thời gian.
Điều này quan trọng vì thiết bị chống sét luôn được kết nối giữa pha và đất. Ngay cả khi không có xung đột biến xảy ra, điện áp pha-với-bình thường vẫn liên tục chạy ngang qua nó. Khi có sự cố ở pha khác, điện áp đó tạm thời tăng lên. Bộ chống sét cần phải dừng lại mà không tiến hành và không tự nấu trong quá trình này.
Các con số được chia nhỏ như thế này:
- Bộ chống sét định mức 9kV cho hệ thống 11kV sẽ có MCOV khoảng 7,65kV
- Bộ chống sét định mức 36kV cho hệ thống 33kV thường ở mức khoảng 29kV
- Bộ chống sét định mức 42kV, mang lại biên độ lớn hơn một chút, đạt khoảng 34kV
Khi bạn đang xem lại biểu dữ liệu, đừng chỉ nhìn vào điện áp định mức. Kiểm tra MCOV dựa trên điện áp đường dây-nối đất-tối đa thực tế của hệ thống của bạn, bao gồm cả dung sai vận hành bình thường, thường là cộng hoặc trừ 10% giá trị danh định. Đó là con số thực sự cho bạn biết liệu thiết bị chống sét có phù hợp với mạng của bạn hay không.
Lớp phân phối so với lớp trạm
Thiết bị chống sét 11kV hầu như luôn là loại phân phối. Chúng được thiết kế cho đường dây trên không, máy biến áp-gắn trên cột, thiết bị mạch vòng và các ứng dụng tương tự. Chúng nhẹ hơn, nhỏ hơn và có giá thành phù hợp để triển khai hàng loạt trên các mạng phân phối.
Thiết bị chống sét 33kV tại các trạm biến áp lưới là một cấp hoàn toàn khác. Chúng thường là Loại trạm, nghĩa là khả năng hấp thụ năng lượng cao hơn, xếp hạng khả năng chịu đựng ngắn mạch-tốt hơn (một số tiêu chuẩn kiểm tra các mức này lên tới 63.000A), khoảng cách đường rò dài hơn đối với môi trường ven biển hoặc công nghiệp và khả năng ngăn chặn lỗi bên trong mạnh mẽ hơn. Chúng không thể thay thế được với các đơn vị cấp phân phối và sự khác biệt về chi phí phản ánh sự khác biệt thực sự về mặt kỹ thuật chứ không chỉ là việc tăng điện áp.
Tại một trạm biến áp phân phối 33/11kV điển hình, phía đầu vào 33kV cần bảo vệ cấp trạm, trong khi các lộ xuất tuyến 11kV có thể sử dụng phần cứng cấp phân phối. Nếu bạn đang tìm nguồn cung ứng cho cả hai phía của một trạm biến áp như vậy thì dòng sản phẩm 33kV của Victory Electric bao gồm thiết bị chống sét cấp trạm- và các phụ kiện bảo vệ điện áp trung thế-liên quan bao gồm phía điện áp-cao hơn của hệ thống lắp đặt đó.
Điện áp dư và biên độ bảo vệ
Khi bạn thực sự so sánh hai thiết bị chống sét đối đầu nhau, con số hữu ích nhất là điện áp dư, đôi khi được gọi là điện áp phóng điện hoặc mức chống sét. Nó được đo ở mức 10kA với dạng sóng 8/20μs và cho bạn biết mức điện áp mà bộ chống sét cho phép truyền qua khi có xung đột biến.
Điện áp dư càng thấp thì khả năng bảo vệ càng tốt. Nhưng nó cũng cần phải ở mức thấp hơn nhiều so với Mức cách điện xung cơ bản (BIL) của thiết bị của bạn. Biên độ bảo vệ thoải mái thường là khoảng 20 đến 30%.
Đối với hệ thống 11kV có BIL là 75kV, điện áp dư của bộ chống sét lý tưởng nhất là ở mức dưới khoảng 53kV. Đối với hệ thống 33kV trong đó BIL thường là 170kV, điện áp dư phải ở mức dưới khoảng 120kV. Nếu bạn đang so sánh các thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau, hãy sử dụng cột 10kA trên biểu dữ liệu làm điểm so sánh và chọn số thấp hơn.
Một số sai lầm đáng tránh
Giả sử mạng 33kV của bạn được nối đất chắc chắn mà không cần kiểm tra. Rất nhiều cơ sở hạ tầng 33kV cũ chạy trên cấu hình nối đất tam giác hoặc trở kháng-. Luôn xác nhận với nhà điều hành mạng trước khi bạn viết thông số kỹ thuật.
Nhìn ra khoảng cách đường dây trong môi trường bẩn. Các trạm biến áp ven biển và các khu vực gần khu vực phát thải công nghiệp cần có đường dây dài hơn, thường là 25 mm/kV trở lên. Trên thiết bị 33kV, điều đó làm tăng thêm sự khác biệt vật lý đáng kể về chiều dài chất cách điện.
Phù hợp với điện áp định mức mà không cần kiểm tra MCOV. Hai thiết bị chống sét có cùng Ur có thể có MCOV khác nhau. Cái có MCOV thấp hơn có thể ổn trên giấy tờ nhưng lại gặp khó khăn trong điều kiện mạng thực tế của bạn.
Đưa phần cứng lớp phân phối vào thanh cái 33kV. Các mức năng lượng và mức độ tiếp xúc với sự cố tại các thanh cái của trạm biến áp nằm ngoài mục đích thiết kế của bộ chống sét cấp phân phối. Lớp trạm không phải là tùy chọn trong bối cảnh đó.
Phiên bản ngắn
Sự khác biệt cơ bản giữa thiết bị chống sét 11kV và 33kV không chỉ nằm ở điện áp trên nhãn. Nó liên quan đến cách nối đất của mạng, điều này dẫn đến việc tính toán điện áp định mức, yêu cầu MCOV và loại thiết bị chống sét. Thiết bị chống sét 11kV trên mạng nối đất vững chắc có thể được điều chỉnh kích thước phù hợp và đơn giản. Thiết bị chống sét 33KV, hoạt động trong mạng lưới thường được nối đất hoặc mạng delta, cần được đánh giá cao hơn mức bạn mong đợi, được chỉ định ở cấp trạm và được xác minh cẩn thận trong các điều kiện lỗi thực tế.
Khi có nghi ngờ, hãy làm việc theo IEC 60099-4, xác nhận cách bố trí nối đất của bạn và đừng coi việc lựa chọn thiết bị chống sét như một bài tập đánh dấu hộp.