TE 解决方案提供了可靠的防过压和防过流系统保护。

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200kV BIL 等级对于保护开关装置和变压器设备的肘形头来说是必要的吗?受到正确保护的风力集电器系统可实现高效、安全的配电。作者:Alan Tse,能源部门产品管理总监

在过去的两年中,TE 遇到过一些可再生能源客户,他们在其用于开关装置和变压器设备应用的 35 kV 600A 空接面肘形头上需要 200 kV 基本绝缘水平 (BIL) 等级。 客户认为,200 kV BIL 等级能够提供更高的系统可靠性和电气安全性。根据适用于高于 600V 的配电系统可分离绝缘连接器的 IEEE 386 标准,针对 34.5 kV 系统的规定 BIL 等级为 150 kV。从整个系统设计和协调的角度来看,推荐使用 200 kV BIL 具有误导性,并可能导致采取该建议的设备受损。

可靠的系统设计

在系统设计中,可靠性与防过压和防过流系统保护功能协调工作。注意:

  • 电涌保护器可以处理过压条件
  • 断流产品(保险丝、重合闸、断路器等)旨在管理过流条件

在讨论 BIL 或基本绝缘水平时,此概念涉及到绝缘失效前承受的电压。 耐压设计是为了保证系统能够承受最高达到基本绝缘水平的脉冲电平,而不会对设备造成永久损坏。系统绝缘水平不足以提供持续的可靠性,因此,典型的电气系统使用了电涌保护器产品和过度绝缘设备。 在变压器设备中,经常会有用户通过一次绕组来提高 BIL。BIL 裕度增加对于延长变压器使用寿命很重要。但是,系统绝缘水平不保证持续的可靠性,因此,典型的电气系统使用电涌保护器产品。

自上世纪三十年代初起,电涌保护器就一直在电气系统中使用。 在二十世纪七十年代,地下电涌保护器技术被开发出来,在越来越多的地下电气系统中使用。在地下应用中,电涌保护器用于限制可能传递到设备(如垫式变压器和开关装置)的过压量。凭借当今现代化的金属氧化物电涌保护器(大小和工作条件经过适当调整),放电电压限制了可穿过设备的电压量级。电涌保护器能够保护设备。注意:T 型肘形头的 200 kV BIL 等级与防护开关装置浪涌或瞬变过压的过压保护相关,因而没有太大的价值。 

TE 的肘形头可帮助风力发电承包商有效地分配电力。

一些电力公用工程已采用了过度绝缘设备(如变压器)的做法,用以在系统上不再存在过压保护时提供更高的系统可靠性。 当过压保护(如电涌保护器)失效时,必须考虑系统的下一个最薄弱的点,以了解平均修复时间 (MTTR) 和停工期带来的收入损失。为避免代价高昂的损失,常见的做法是在设备上采取过度绝缘措施而不是采用易于更换的组件。由于涉及到空接面肘形头端接,建议肘形头的 BIL 等级小于设备,但等同于电气系统。如果肘形头端接的 BIL 等级与设备相同,则发生代价高昂的设备故障的危险性会增加。如果拿 35 kV 肘形头的 MTTR 与变压器做比较的话,时间上的差异可能是一天到数月。一般说来,热负载会让变压器中的电介质流体和绝缘材料发生老化和降解。请联系变压器设备制造商,以了解有关计算使用寿命损失的更多信息。

结论

如果电涌保护器在保护电气系统方面工作正常,设备遭遇高于 150 kV 脉冲电压的几率会降到最低。不建议完全升级到 200 kV BIL 系统。如果在电涌保护器使用寿命结束后将之从电气系统中移除,且所有其他元件额定为 200 kV,则变压器会变成薄弱点,更有可能在下次过压事件中失效。要实现更高的系统保护和安全性,TE 建议使用我们的 150 kV BIL 肘形头和采用机械连接的金属氧化物一体式电涌保护器。TE 肘形头能够提供系统可靠性、易于安装且价格极具竞争力,可为设备和人员提供更高级别的安全性。