典型的經(jīng)驗(yàn)法則是:
a.與中壓主斷路器緊密耦合:提供變壓器浪涌保護(hù),如與阻容吸收器并聯(lián)的電涌放電器。所選浪涌保護(hù)裝置應(yīng)位于并連接在變壓器主接線端,或者可以位于開關(guān)柜內(nèi)部并連接在主斷路器的變壓器側(cè)。
b.連接到中壓一次斷路器的電纜:提供瞬態(tài)電涌保護(hù),如與阻容吸收器并聯(lián)的電涌放電器,用于通過長(zhǎng)度達(dá)45米的電纜連接的變壓器。電涌保護(hù)器設(shè)備應(yīng)位于變壓器端子處并與其連接。雷電沖擊耐受額定值等于開關(guān)設(shè)備額定值且通過至少45米或更長(zhǎng)的電纜連接到開關(guān)設(shè)備的變壓器通常不需要浪涌保護(hù)。
c.當(dāng)使用特殊的瞬態(tài)電阻變壓器設(shè)計(jì)時(shí),電力變壓器保護(hù)可能不需要阻容吸收器。但是,儀表變壓器保護(hù)可能需要阻容吸收器,用于抑制內(nèi)部變壓器諧振:
在某些情況下,變壓器繞組的固有頻率會(huì)被激發(fā)產(chǎn)生諧振。處于諧振狀態(tài)的變壓器繞組會(huì)產(chǎn)生升高的內(nèi)部電壓,從而導(dǎo)致絕緣損壞或故障。如上所述,在變壓器端子處安裝阻容吸收器可以抑制內(nèi)部繞組諧振,防止產(chǎn)生損壞的內(nèi)部電壓升高。當(dāng)整流器、UPS或類似電子設(shè)備安裝在變壓器次級(jí)上時(shí),通常需要這樣做。
3.電弧爐變壓器在變壓器端子處提供與阻容吸收器并聯(lián)的電涌放電器。
4.電機(jī)在電機(jī)端子處提供與RC緩沖器并聯(lián)的電涌放電器。對(duì)于使用VFD的電機(jī),應(yīng)在VFD裝置之前安裝浪涌保護(hù)。
5.發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)端子處提供與阻尼吸收器并聯(lián)的電站級(jí)避雷器。
6.電容器開關(guān)無(wú)需過載保護(hù)。確保電容器的雷電沖擊耐受額定值等于開關(guān)設(shè)備的雷電沖擊額定值。
7.并聯(lián)電抗器開關(guān)裝置避雷器,與電抗器端子處的RCS母線并聯(lián)。
8.電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電抗器或降壓自動(dòng)變壓器在電抗器或RVAT端子處提供與RC吸收器并聯(lián)的電涌放電器。
9.根據(jù)開關(guān)瞬態(tài)研究確定,應(yīng)適當(dāng)應(yīng)用開關(guān)地下電纜浪涌保護(hù)。對(duì)于BIL較低的變壓器,應(yīng)提供與阻容吸收器并聯(lián)的避雷器。
浪涌保護(hù)概述
最低保護(hù):電涌放電器用于防止高過電壓峰值,或電涌電容器用于防止快速上升瞬態(tài)。請(qǐng)注意,電涌放電器或電涌電容器可能無(wú)法提供足夠的過載保護(hù),防止電路諧振引起的電壓升高。注意,當(dāng)在斷路器兩側(cè)施加浪涌電容器時(shí),斷路器一側(cè)的浪涌電容器必須是RC吸收器或帶浪涌抑制器的RC吸收器,以減少可能的電流截流。
良好的保護(hù):避雷器與浪涌電容器并聯(lián),可防止高過電壓峰值和快速上升的瞬態(tài)。該選項(xiàng)可能無(wú)法提供足夠的浪涌保護(hù),防止電路諧振引起的電壓升高。當(dāng)在斷路器兩側(cè)施加浪涌電容器時(shí),斷路器一側(cè)的浪涌電容器必須是RC吸收器或RC吸收器浪涌抑制器,以減輕可能的截流。
更好的保護(hù):RC吸收器與電涌放電器并聯(lián),用于防止高頻瞬態(tài)和電壓峰值。
最好的保護(hù):RC吸收器,帶浪涌抑制器,在需要時(shí)在其前面加上適當(dāng)?shù)睦擞恳种破?,以防雷擊。RC吸收器浪涌抑制器提供對(duì)高頻電壓瞬變的保護(hù),并將瞬變的峰值幅度限制在1至2PU。電涌放電器可防止雷電浪涌引起的更高電壓峰值。
避雷器
推薦使用現(xiàn)代金屬氧化物避雷器,因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)確保了浪涌保護(hù)方案。對(duì)于給定類型的避雷器的正確應(yīng)用,必須參考制造商的技術(shù)數(shù)據(jù)。
許多制造商公布的避雷器MCOV(最大連續(xù)工作電壓)額定值基于40oC或45oC環(huán)境溫度。通常,當(dāng)安裝在伊頓的中壓開關(guān)柜內(nèi)時(shí),建議采用以下指南進(jìn)行電機(jī)選擇:
A.直接接地系統(tǒng):避雷器MCOV額定值應(yīng)等于1.05 x Ur/(1.732 x T),其中UR為標(biāo)稱線對(duì)線運(yùn)行電壓,1.05系數(shù)允許超過ANSI C84.1規(guī)定的標(biāo)稱電壓+5%的電壓變化,T為允許操作的操作系數(shù)。開關(guān)設(shè)備環(huán)境溫度為55oC時(shí),應(yīng)根據(jù)所考慮的避雷器類型從避雷器制造商處獲得。T的典型值為:0.946至1.0。
B.低電阻接地系統(tǒng)(通過電阻接地10秒的系統(tǒng)):從制造商的數(shù)據(jù)中獲得的60oC時(shí)避雷器10秒MCOV能力應(yīng)等于1.05 x Ur,其中Ur為標(biāo)稱線電壓,1.05系數(shù)允許標(biāo)稱電壓以上+5%的電壓變化。
C.不接地或通過10秒電阻器以外的阻抗接地系統(tǒng):避雷器MCOV額定值應(yīng)等于1.05 x Ur/T,其中Ur和T如上所述。
浪涌電容器
金屬氧化物避雷器限制了預(yù)期浪涌過電壓的大小,但對(duì)控制其上升速度無(wú)效。專門設(shè)計(jì)的具有低內(nèi)部電感的浪涌電容器用于限制這種浪涌過電壓的上升速度,以保護(hù)匝間絕緣。對(duì)于浪涌電容器的建議值為:5和7.5 kV時(shí)為0.5μf,15 kV時(shí)為0.25μf,在24 kV及更高電壓下運(yùn)行的系統(tǒng)中為0.13μf。
RC吸收器(阻尼吸收器)
阻尼吸收器由一個(gè)無(wú)感電阻R組成,其大小與負(fù)載電纜的浪涌阻抗匹配,通常為20至30歐姆,并與浪涌電容器C串聯(lián)連接。浪涌電容器的大小通常為0.15至0.25微法。在正常工作條件下,電容器的阻抗非常高,在正常功率頻率下有效地將電阻器R與系統(tǒng)“隔離”,并在正常工作期間將散熱降至最低。
在高頻瞬態(tài)條件下,電容器提供非常低的阻抗,從而有效地將電阻器R作為電纜終端電阻器“插入”電力系統(tǒng)中,從而最大限度地減少電壓瞬變的深波前反射,并防止行波的電壓加倍。阻尼吸收器通過吸收和緩沖瞬態(tài),提供對(duì)高頻瞬態(tài)的保護(hù)。
阻尼吸收器在抑制快速上升的瞬態(tài)電壓以及在反射和聲音有機(jī)會(huì)形成之前衰減反射和聲音方面最為有效,但不限制瞬態(tài)峰值。因此,僅阻尼吸收器可能無(wú)法提供足夠的保護(hù)。為了限制瞬態(tài)峰值,還應(yīng)考慮避雷器的應(yīng)用。
常用12kV避雷器參數(shù)