중전압 네트워크용 피뢰기를 지정하는 경우-일반적으로 가장 먼저 떠오르는 질문은 간단합니다. 11kV 장치가 필요한가요, 아니면 33kV 장치가 필요한가요? 대답은 분명해 보이지만 선택 과정은 어레스터 라벨을 시스템 전압과 일치시키는 것보다 훨씬 덜 간단합니다. 잘못 생각하면 보호에 실패하거나 더 나쁘게는 보호해서는 안 될 때 작동하는 장치를 보게 됩니다.
이 가이드는 전압 정격, 접지 요구 사항, 피뢰기 등급 및 조달 결정을 내릴 때 실제로 중요한 사양을 다루면서 11kV와 33kV 어레스터 간의 실제 차이점을 안내합니다.
피뢰기
빠른 참조 테이블
| 매개변수 | 11kV 시스템 | 33kV 시스템 |
|---|---|---|
| 일반적인 접지 | 단단히 접지됨(별) | 비-효과적으로 접지됨(델타) |
| 권장 정격 전압(Ur) | 9kV | 36kV ~ 42kV |
| MCOV | ~7.65kV | ~29kV~34kV |
| 방전 전류 정격 | 10kA | 10kA |
| 피뢰기 클래스 | 유통등급 | 스테이션 등급 |
| 빌 | 75kV | 170kV |
| 기준 | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
대부분의 사람들이 착각하는 부분: 전압뿐만 아니라 접지에 관한 것입니다.
다음은 많은 엔지니어를 당황하게 만드는 문제입니다. 피뢰기의 정격 전압은 시스템 전압과 동일하지 않습니다. 선택하는 숫자는 네트워크 접지 방식에 따라 크게 달라지며, 여기서 11kV와 33kV 시스템은 매우 다르게 동작하는 경향이 있습니다.
대부분의 11kV 네트워크는 단단히 접지되어 있습니다. 변압기의 스타 포인트는 접지에 직접 연결됩니다. 즉, 단상 오류가 발생하는 동안 다른 두 위상의 전압은 비교적 안정적으로 유지되어 선-대-선 전압의 약 80% 이하로 상승합니다. 이 때문에 엔지니어는 일반적으로 시스템 전압의 0.8배로 어레스터 크기를 조정합니다. 11kV 네트워크의 경우 정격 전압은 약 9kV입니다. 이는 간단한 계산이며 결과적으로 장치는 소형이고-비용 효율적이며-배포 수준 보호에 매우 적합합니다-.11KV 피뢰기예를 들어 Victory Electric의 제품은 해당 작동 환경에 최적화된 폴리머 하우징과 산화아연 배리스터 스택을 사용하여 이 배포{0}}등급 사양을 중심으로 정확하게 제작되었습니다.
33kV 시스템은 완전히 다른 상황입니다. 특히 아시아, 아프리카 및 유럽 일부 지역의 33kV 네트워크 중 상당수는 델타- 연결 변압기 권선을 사용합니다. 델타 권선에는 중성점이 없으므로 지구로 직접 연결되는 경로가 없습니다. 한 위상에 오류가 발생하면 정상 위상의 전압이 전체 라인 전압까지 올라갈 수 있으며 때로는 약간 더 높아질 수도 있습니다. 즉, 피뢰기는 이를 지속적으로 처리할 수 있는 등급을 받아야 하며 0.8 승수는 더 이상 적용되지 않습니다. 대신 정격 전압은 시스템 전압의 100% 이상으로 설정되므로 33kV 어레스터는 일반적으로 전력회사가 선호하는 안전 마진에 따라 36kV ~ 42kV의 정격을 제공합니다.
11kV 선택 로직을33KV 피뢰기사양 중에 발생하는 가장 흔하고 비용이 많이 드는 실수 중 하나입니다. 과소평가된 어레스터는 지락 상태에서 작동을 시작하고, 방출할 수 없는 열을 축적하여 결국 작동하지 않게 됩니다.
VICTORY 33KV 피뢰기
MCOV: 너무 자주 건너뛰는 사양
MCOV는 최대 연속 작동 전압을 나타냅니다. IEC 표준에서는 Uc로 표기되기도 합니다. 이는 피뢰기가 정상적인 작동 조건에서 시간이 지나도 성능이 저하되지 않고 지속적으로 유지될 수 있는 가장 높은 전압입니다.
어레스터는 항상 위상과 접지 사이에 연결되어 있기 때문에 이는 중요합니다. 서지가 발생하지 않더라도 정상 상-대-접지 전압이 지속적으로 유지됩니다. 다른 위상에 오류가 발생하는 동안 해당 전압은 일시적으로 상승합니다. 피뢰기는 수행하지 않고 그 과정에서 스스로 요리하지 않고 보류해야 합니다.
숫자는 대략 다음과 같이 분류됩니다.
- 11kV 시스템용 9kV 정격 어레스터의 MCOV는 약 7.65kV입니다.
- 33kV 시스템의 36kV 정격 어레스터는 일반적으로 약 29kV에 위치합니다.
- 약간 더 많은 마진을 제공하는 42kV 정격 어레스터는 약 34kV에 도달합니다.
데이터시트를 검토할 때 정격 전압만 보지 마십시오. 일반적으로 공칭 전압의 +/- 10%인 정상 작동 공차를 포함하여 시스템의 실제 최대 라인-대-접지 전압과 비교하여 MCOV를 확인합니다. 이는 피뢰기가 네트워크에 편안한지 여부를 실제로 알려주는 숫자입니다.
배포 클래스와 스테이션 클래스
11kV 피뢰기는 거의 항상 배전 등급입니다. 이 제품은 가공선, 전주-장착형 변압기, 링 메인 장치 및 유사한 애플리케이션용으로 설계되었습니다. 더 가볍고 작으며 유통 네트워크 전반에 걸쳐 대량 배포할 수 있는 가격이 책정되어 있습니다.
그리드 변전소의 33kV 피뢰기는 완전히 다른 계층입니다. 이는 일반적으로 스테이션 클래스입니다. 이는 더 높은 에너지 흡수 용량, 더 나은 단락 저항 등급(일부 표준에서는 최대 63,000A까지 테스트), 해안 또는 산업 환경을 위한 더 긴 연면 거리, 더 강력한 내부 결함 억제를 의미합니다. 이는 배전 등급 단위와 호환되지 않으며 비용 차이는 단순한 전압 상향 조정이 아닌 실제 엔지니어링 차이를 반영합니다.
일반적인 33/11kV 배전 변전소에서 33kV 수신 측에는 스테이션 등급 보호가 필요한 반면, 11kV 출력 피더는 배전 등급 하드웨어를 사용할 수 있습니다. 이러한 변전소의 양쪽 측면을 모두 소싱하는 경우 Victory Electric의 33kV 제품군에는 해당 설치의 더 높은-전압 측면을 포괄하는 스테이션-등급 어레스터 및 관련 중-전압 보호 액세서리가 포함됩니다.
잔류전압과 보호마진
실제로 두 어레스터를 정면으로 비교할 때 가장 유용한 숫자는 방전 전압 또는 낙뢰 보호 수준이라고도 하는 잔류 전압입니다. 8/20μs 파형의 10kA에서 측정되었으며 서지 중에 어레스터가 통과하는 전압의 양을 알려줍니다.
잔류 전압이 낮을수록 보호 성능이 향상됩니다. 그러나 장비의 기본 임펄스 절연 수준(BIL)보다 훨씬 낮은 수준을 유지해야 합니다. 편안한 보호 마진은 일반적으로 약 20~30%입니다.
BIL이 75kV인 11kV 시스템의 경우 어레스터의 잔류 전압은 이상적으로 약 53kV 미만이어야 합니다. BIL이 일반적으로 170kV인 33kV 시스템의 경우 잔류 전압은 약 120kV 미만으로 유지되어야 합니다. 다른 공급업체의 장치를 비교하는 경우 데이터시트의 10kA 열을 비교 지점으로 사용하고 더 낮은 숫자를 선택하십시오.
피해야 할 몇 가지 실수
33kV 네트워크가 확인 없이 단단히 접지되어 있다고 가정합니다. 많은 레거시 33kV 인프라는 델타 또는 임피던스-접지 구성에서 실행됩니다. 사양을 작성하기 전에 항상 네트워크 운영자에게 확인하십시오.
더러운 환경에서 연면 거리를 간과합니다. 산업 배출 근처의 해안 변전소 및 현장에는 일반적으로 25mm/kV 이상의 확장된 연면거리가 필요합니다. 33kV 장비에서는 절연체 길이에 상당한 물리적 차이가 발생합니다.
MCOV를 확인하지 않고 정격 전압을 일치시킵니다. 동일한 Ur을 사용하는 두 개의 어레스터는 서로 다른 MCOV를 가질 수 있습니다. MCOV가 낮은 것은 서류상으로는 괜찮지만 실제 네트워크 조건에서는 어려움을 겪을 수 있습니다.
33kV 부스바에 배전 등급 하드웨어를 배치합니다. 변전소 모선의 에너지 수준과 결함 노출은 배전 등급 피뢰기의 설계 범위를 벗어납니다. 해당 맥락에서 스테이션 클래스는 선택 사항이 아닙니다.
짧은 버전
11kV와 33kV 어레스터의 근본적인 차이점은 라벨의 전압만이 아닙니다. 이는 정격 전압 계산, MCOV 요구 사항 및 피뢰기 등급을 결정하는 네트워크 접지 방법에 따라 결정됩니다. 단단히 접지된 네트워크의 11kV 어레스터는 보수적으로 크기를 조정하고 단순하게 유지할 수 있습니다. 일반적으로 접지 또는 델타 네트워크에서 작동하는 33KV 피뢰기는 예상보다 높은 등급을 받아야 하며, 스테이션 클래스에서 지정되고, 실제 결함 조건에 대해 신중하게 검증되어야 합니다.
의심스러운 경우 IEC 60099-4에 따라 작업하고 접지 배열을 확인하고 피뢰기 선택을 박스 틱 연습으로 처리하지 마십시오.