15kV变配电所内及高压柜中安装的避雷器如何选型

2017-09-25 温州创捷防雷电器有限公司 73
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1小序避雷器,又称过电压限定器(surge arrester),是保护电气设备免受瞬态过电压的危险、限定续流的继续时间和幅值的一种装配。当过电压显现时,避雷器两端子间的电压不超过规定值,使电器设备免受过电压毁坏;过电压作用后,又能使系统迅速回覆失常状态。' t, I& r# T; V/ l4 p
因电网中也许存在雷电过电压、工频过电压、利用过电压、谐振过电压等过电压威胁,而避雷器作为阻止过电压的利器,有着不可接替的职位。是以,正确、公允的决定和应用避雷器显得尤其重要。& / S# F! a5 A9 V; |5 L8 ~( a2 t
我国给与中压电网为民用建筑供电,常见配电电压等第有6kV和lOkV,在个别地区也有20kV这个电压等第。15kV中压电网在国际还未见应用。可是,随着我国对外经贸交游的一向扩充,我国企业承揽的海外工程越来越多,15kV这个电压等第的中压电网也弓1入了我国电气方案、产品制作及施工畛域。由于我国没有这个电压等第的中压电网,是以国家及电力行业标准中对15kV避雷器的决定及应用尚无做出明晰规定。
下文就以笔者方案的某工程为模型,简述15kV系统中避雷器的决定。' x+ b3 B/ z' M p. V& u
2工程简介某工程变电所位于民用建筑内,内设高压环网柜、变压器及低压配电柜。电源为15kV中性点非直接接地系统,单相接地阻止在lOs以上切除,避雷器安装在高压进线柜内。为叙述轻便,下文仅简称“上述避雷器”。. Q+ L8 W! q. L% B4 n$ a; @$ e: X
民用建筑变配电系统中,中压避雷器一般配置在变电所内的中压母线侧。用以限制作用在中压配电的举措措施,次如果配电变压器、分段开关、刀闸及电缆头的雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外的绝对地过电压。
无间隙金属氧化物避雷器的特性:+ T7 V6 N, L' ?( ~- c& |# k
(1)布局重大。' e3 {- Q0 F4 k- `4 S! C& R' b
(2)保护性能好,电阻片具备杰出的非线性伏安个性,失常任务电压下通过避雷器的电流小(以容性重量为主),无需勾串间隙,消除了因间隙击穿个性变化所形成的影响,保护个性仅由残压所决定。2 q4 q, v0 A- I6 d3 X: u q Q
(3)吸收能量大,非线性金属氧化物电阻片单位体积吸收能量较碳化硅非线性电阻片大5~10倍,同时,电阻片或避雷器都可并联应用,使吸收手段成倍进步。
(4)保护结果好,只需过电压超过避雷器额定电压,保护作用就开端。这对低落频繁作用在被保护设备上的过电压,缩小异样绝缘击穿,延伸设备的寿命有踊跃作用。7 S9 a# k Q5 |7 a
(5)运转检测方便,能通过带电试验检测避雷器个性的变化。' M1 m7 g' a6 d- _. N% `1 N9 n
(6)由于没有勾串间隙,电阻片不仅要经受雷电和利用过电压作用,还要经受失常继续运转电压和暂时过电压,于是存在着这些电压作用下的劣化和热波动题目。
鉴于以上特性,本案例选用了肘形无间隙金属氧化物避雷器,安装在环网柜进线处。4 H' Y( B7 F @/ G
由于无间隙金属氧化物避雷器没有主间隙,是以没有灭弧电压和放电电压的个性参数。故决定金属氧化物避雷器的参数重要掌握两个方面:一是避雷器应有完善的保护程度;二是避雷器自己担保必要的应用寿命,并在任务时不毁坏。3 ~% ^' g& ~0 D$ e* m6 M' M
1)继续运转电压(u )避雷器继续运转电压是准许恒久地施加在避雷器端子间的工频电压无效值。
对付无间隙避雷器,运转电压直接作用在避雷器的电阻片上,会诱发电阻片的劣化,是以准许继续作用在避雷器上的电压是一个很重要的参数。为了担保确定的应用寿命,恒久作用在避雷器上的电压不得超过避雷器的继续运转电压,省得诱发电阻片的过热和热瓦解。
中性点非直接接地系统,单相接地阻止在lOs以上切除U。≥1.1 U (3kV ~20kV系统)。15kV系统U =17.5kV,1.1U =19.25kV,故上述避雷器U ≥ 19.25kV 。
2)额定电压(Ur)避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最大准许工频电压无效值,凭证此电压所方案的避雷器,能在所规定的行径负载试验中确定的暂时过电压下失常地任务。5 G' v) q* j N3 A- `* e: _
由于电力系统的标称电压是该系统相间电压的标称值,而避雷器一般安装在绝对地之间,失常任务下经受的是相电压和暂时过电压,并且避雷器有它本人的特性,是以其额定电压与电力系统的标称电压以及其余电器(变压器、断路器等)的额定电压有不同的意义。' I6 N+ G4 q) b; K, ] y( ~
按国际电工委员会0EC 99—4)及GB11032对无间隙金属氧化物避雷器的规定,避雷器在60℃的温度下,注入标准规定的能量后,必须本事受至关于额定电压数值的暂时过电压最多10s。按国际电工委员会0EC 99—4)及GB11032对无间隙金属氧化物避雷器的规定,避雷器在60℃的温度下,注入标准规定的能量后,必须本事受至关于额定电压数值的暂时过电压最多10s。% N2 B, K6 u( Y( I6 x# H% J
在类似的系统标称电压下,避雷器的额定电压选得越高,在运转中通过避雷器的泄电流越小,对加重避雷器的劣化无利,能够进步运转的稳定性。但另外一方面,避雷器的额定电压高了,残压也相应增高了,在一样的绝缘程度下,保护裕度会低落,这两方面是矛盾的。一般思索的原则是:只需惬心保护绝缘的共同系数,避雷器的额定电压可选得高一些。3)标称放电电流GB11032中规定的避雷器标称放电电流见表2。
凭证表2,上述避雷器的标称放电电流为5kA。
4)直流参考电压直流参考电压是避雷器在直流参考电流下测出的避雷器上的电压。直流参考电流的数值,由制作厂规定。国际一般都给与lmA。直流lmA参考电压值一般不小于避雷器额定电压的峰值。故上述避雷器的lmA直流参考电压值不小于45kV。4 Z( T3 G+ N: Z
5)能量吸收手段避雷器的能量吸收手段蕴含利用袭击(长继续电流袭击)与大电流袭击两个方面。
(1)方波袭击电流手段对1.5kA和2.5kA等第避雷器和5kA等第(额定电压90kV如下)避雷器,不要求举办输电路线个性规定的路线放电试验,但避雷器在雷电过电压或局部利用过电压行径后,系统的电容、电感中存储的能量仍会向避雷器释放。是以要凭证避雷器的类型及应用征兆举办幅值为50A ~600A的2000 S的方波袭击电流试验。
故上述避雷器的2000 S的方波袭击电流(峰值)为l50A。- Y1 b' K. V- E0 k' T
(2)大电流袭击耐受手段GBI1032中规定,对无间隙避雷器电阻片需举办大电流袭击耐受抽样试验,这是思索在接近避雷器安装所在处,遭遇直接雷击或产生还击时,通过避雷器的雷电流将较大。电阻片在这类大电流袭击下,不应有击穿或闪络等破碎摧毁。外行径负载试验中,也要施加大电流袭击,由于避雷器经受大电流的概率较少,以是只施加两次,耐受试验数值见DL/T804.2002表12。
故上述避雷器的大电流袭击耐受推行电流峰值为65kA。3 d. b( J7 h$ i+ V9 j K
6)雷电过电压的保护程度无间隙金属氧化物避雷器的保护程度彻底由它的残压所决定。避雷器雷电过电压的保护程度是以下两项数值的较高者:
(1)陡波袭击电流下最大残压除以1.15;(2)标称放电电流(8/20 S)下最大残压。1 X- @4 q8 U0 E( [7 [9
共同系数按惯用法权衡绝缘共同水平凡,设备的绝缘程度与避雷器的保护程度之间应有裕度,称之为共同系数k ,其数值为被保护设备的绝缘程度除以避雷器的综世字保护程度。按GB3l1.1的规定:! Y U$ t2 W- u
(1)雷电过电压的共同系数:
中性点避雷器k >1.25;避雷器非紧靠保护设备k >1.4。. R h$ i, F( E* K4 ~: Z
(2)利用过电压的共同系数k >1.15。
凭证GB311.1,15kV系统变压器、高压电器、高压电力电缆等额定雷电袭击耐受电压(峰值)为105kV,上述避雷器的标称放电电流(8/20 S)下最大残压应小于75kV。7 F' B. i$ y& ]4 U) I& ^' n4 a; O
3总结综上所述,上述避雷器的继续运转电压U ≥19.25kV ;额定电压Ur≥25.03 kV;标称放电电流为5kA;2000 S的方波袭击电流(峰值)为150A ;大电流袭击耐受推行电流峰值为65kA;标称放电电流(8/20 S)下最大残压应小于75kV。
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