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浪涌保护器的选型及使用

[浪涌保护器选型]浪涌保护器的选型及使用
[浪涌保护器选型]浪涌保护器的选型及使用浪涌保护器的选型及使用

浪涌爱护器的选型及使用 由于电气类和电子元件的高损耗,浪涌爱护(浪涌爱护器或 SPD)在风能行业中过电压保 护过程中越来越普遍。

风机停机的代价是非常高的,只有在不得不停机的情况下,才能停机。

随着风机型 号的增大而当其电力系统崩溃带来的损失也不断增大, 因此为了免受过电压造成损失而实施 爱护措施的需求也随之增高。

业主对浪涌爱护器的需求越来越普遍。

这意味着开发商和风机 制造商必须确保系统符合现行法律规定及现代风力发电机组可靠性的要求。

为了推动这项工 作,国际电工委员会出版了低压用电分配系统浪涌爱护设备挑选和使用的标准。

(IEC61643 低电压爱护设备:第十二章是关于低压用电分配系统的浪涌爱护器的挑选和应用原理) 该标准是一个应用及配置指南, 对评估浪涌爱护重要性非常有用, 该标准同时也给 风机浪涌爱护设备的安装和尺寸测量提供指导规范。

应用指南 该标准可作为设计手册, 并阐述了很多选型和设计时要考虑的相关问题。

该标准也 说明了挑选过电压爱护设备的各种问题。

标准的第一部分详述了浪涌爱护的基本原理和挑选 浪涌爱护器时的各种相关参数(第3、4和5节) 。

简述之后就是应用指南,一步步讲解在选型 前怎样评估应用程序(第6.1节) 。

下图是评估中最重要问题的概览:

挑选安装浪涌爱护器时,首先要考虑电网的设计(例如:TN-S 系统,TT 系统,IT 系统等) 。

浪涌爱护器的安装位置也要考虑,它的放置位置与被爱护设备间的距离要合适。

如果浪涌爱护器放置得离被爱护设备太远了, 那就不能确保被爱护设备得到有效爱护; 如果 太近了,设备和浪涌爱护器之间会产生振荡波,而这样,即使设备被认为是被爱护的,会在 被爱护设备上产生庞大的过电压。

仅因为正确安装浪涌爱护器是个简单问题,导致许多浪涌爱护器安装位置设计不合 理。

安装浪涌爱护器时,首先确保它被放置在被爱护设备的入口处;第二要正确安装浪涌保 护器的接地线;第三连接浪涌爱护器的电缆要完可能的短。

根据此标准(一般来说) ,连接 电缆的电感一般是1μH/m 左右。

所以设计该系统时,记得连接电缆要包含火线和接地线。

上图中的安装暴露出一个问题:如图安装会产生1kA/μs 的故障电流,这会导致每米 连接浪涌爱护器的接线上的压降为1000伏。

如果接线是1米接地线是0.5米,被爱护设备将会 承受浪涌爱护器的箝制电压再加上1500伏的电压, 而通过正确安装浪涌爱护器可以极大的减 少这种电压。

理想的安装方法如下:按照以上安装方法, 被爱护设备只会承受几乎等于浪涌爱护器箝制电压的最低电压。

一些浪涌爱护器需要额外的爱护措施,如,不会被热损坏的保险丝,用来保证浪涌 爱护器处理能级。

其他制造商造出的浪涌爱护器可以在风机主断路器短路之前处理全部电 流。

挑选过电压爱护的组件时, 需要考虑是否有必要使用更多的组件来保证浪涌爱护器爱护 设备。

通常粗略爱护就是在设备入口处安装一个浪涌爱护器, 而精细爱护就是把浪涌爱护器 直接安装在被爱护设备上。

据浪涌爱护器目前进展情况,只需安装一个装置,或是粗略爱护 和精细爱护的组合, 或是一个据精细爱护原则制造的简单大型的浪涌爱护器, 就可在很大程

度上起到全防护作用。

浪涌爱护器的安装位置被选定后,就要挑选浪涌爱护器的级别了。

全部的浪涌保 护器根据它们能导入地下的能量来划分不同的级别。

越低级别的浪涌爱护器的导通需要越高 的箝位电压。

这就导致了被爱护设备上压力的增加。

被爱护设备越简单受到破坏,越需要选 择高级别的浪涌爱护器。

一般来说, 根据特定区域需要的爱护级别来划分出不同的安装区域, 这样对浪涌爱护器的选型就会简单多了, 同时对具体的区域需要什么级别的浪涌爱护器提供 了概况。

考虑在雷电防护总体设计中加入浪涌爱护器设计, 雷电防护区域可以和浪涌爱护器 各级过渡区域相整合,而通过各级过渡区域可以了解浪涌爱护器的放置位置。

(其他标准也 是这样推举的,例如,IEC62305系列或风力发电机具体规定 IEC61400-24) 浪涌爱护器的选型 做完评估后需要安装浪涌爱护器时,需要给系统找到合适的产品。

在 IEC61643-12 的第6.2段落中,描述了正确挑选浪涌爱护器的方法。

首先全部被选浪涌爱护器的最大延续工作电压要高于标称工作电压。

其次要考虑暂 态过电压的产生; 如果有产生暂态过电压的危险, 那么被选的浪涌爱护器电压要低于最大标

称工作电压。

IEC61643-12是一个很好的指导规范, 它给设计师提供一些在挑选和安装设备来进行 过压爱护需要考虑的问题的信息。

虽然它是一种普遍的标准, 但是完全遵循风能行业的需求 规范。

可以向世界各地的专家组求助、交流防雷方面的学问经验,当然也可以向在该领域 很有经验工程咨询公司寻求帮忙。

也要根据安装处的电流量来挑选浪涌爱护器。

如果非常位置的短路电流量是未知 的,那么要保证挑选足够大的浪涌爱护器元器件,以便处理“最佳推测”电流。

判定和描述非常具体位置的情况在保证浪涌爱护器达到爱护设备预期效果是很重 要的。

还要考虑浪涌爱护器的说明书/寿命。

因为在安装后的一秒钟内可能会产生瞬态高 电势,这可能会毁坏浪涌爱护器,在这种情况下,浪涌爱护器的寿命就只有一秒钟。

所以也只能根据从生产商那里得到的数据对浪涌爱护器进行预期性的评估。

如果浪 涌爱护器发生故障,要保证它不会造成致命的破坏。

当使用浪涌爱护器时, 要证实它和在它上方的被爱护设备能互相配合。

如果用保险 丝减小浪涌爱护器中电流是必要的, 那么这些保险丝要能在损坏浪涌爱护器之前切断短路电 流。

还要考虑漏电爱护器跳闸的情况。

挑选浪涌爱护器时,要选不易老化的,在预期瞬时高压下不易被损坏,及发生故障 时不易损坏其它电气设备的浪涌爱护器。

最后挑选浪涌爱护器时,它的箝制电压要和被爱护设备所能承受的电压一致。

如果 浪涌爱护器不能保持箝制电压, 就要在被爱护设备附近安装其它的浪涌爱护器。

如果多个浪 涌爱护器同时使用时, 正确协和这些浪涌爱护器间的关系就很重要了。

在两个浪涌爱护器之 间要挑选一个规定的电感, 而这个电感可以通过两个浪涌爱护器之间固定长度的电缆, 或是 用规定的电感元件来实现。

再次重申,以目前浪涌爱护器的进展情况来看,一步实现完全保 护的可能性很大。