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專業(yè):CLY2-385/120-2浪涌保護(hù)器系列
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浪涌保護(hù)器的選型及使用
由于電氣類和電子元件的高損耗,浪涌保護(hù)(浪涌保護(hù)器或SPD)在風(fēng)能行業(yè)中過電壓保護(hù)過程中越來越普遍,。
風(fēng)機(jī)停機(jī)的代價是非常高的,,只有在不得不停機(jī)的情況下,才能停機(jī),。隨著風(fēng)機(jī)型號的增大而當(dāng)其電力系統(tǒng)崩潰帶來的損失也不斷增大,,因此為了免受過電壓造成損失而實施保護(hù)措施的需求也隨之增高。業(yè)主對浪涌保護(hù)器的需求越來越普遍。這意味著開發(fā)商和風(fēng)機(jī)制造商必須確保系統(tǒng)符合現(xiàn)行法律規(guī)定及現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可靠性的要求,。為了推動這項工作,,國際電工委員會出版了低壓用電分配系統(tǒng)浪涌保護(hù)設(shè)備選擇和使用的標(biāo)準(zhǔn)。(IEC61643 低電壓保護(hù)設(shè)備:第十二章是關(guān)于低壓用電分配系統(tǒng)的浪涌保護(hù)器的選擇和應(yīng)用原理)
該標(biāo)準(zhǔn)是一個應(yīng)用及配置指南,,對評估浪涌保護(hù)重要性非常有用,,該標(biāo)準(zhǔn)同時也給風(fēng)機(jī)浪涌保護(hù)設(shè)備的安裝和尺寸測量提供指導(dǎo)規(guī)范。
應(yīng)用指南
該標(biāo)準(zhǔn)可作為設(shè)計手冊,,并闡述了很多選型和設(shè)計時要考慮的相關(guān)問題,。該標(biāo)準(zhǔn)也說明了選擇過電壓保護(hù)設(shè)備的各種問題。標(biāo)準(zhǔn)的部分詳述了浪涌保護(hù)的基本原理和選擇浪涌保護(hù)器時的各種相關(guān)參數(shù)(第3,、4和5節(jié)),。簡述之后就是應(yīng)用指南,一步步介紹在選型前怎樣評估應(yīng)用程序(第6.1節(jié)),。下圖是評估中重要問題的概覽:
選擇安裝浪涌保護(hù)器時,,首先要考慮電網(wǎng)的設(shè)計(例如:TN-S系統(tǒng),TT系統(tǒng),,IT系統(tǒng)等),。浪涌保護(hù)器的安裝位置也要考慮,,它的放置位置與被保護(hù)設(shè)備間的距離要合適,。如果浪涌保護(hù)器放置得離被保護(hù)設(shè)備太遠(yuǎn)了,那就不能確保被保護(hù)設(shè)備得到有效保護(hù),;如果太近了,,設(shè)備和浪涌保護(hù)器之間會產(chǎn)生振蕩波,而這樣,,即使設(shè)備被認(rèn)為是被保護(hù)的,,會在被保護(hù)設(shè)備上產(chǎn)生巨大的過電壓。
僅因為正確安裝浪涌保護(hù)器是個簡單問題,,導(dǎo)致許多浪涌保護(hù)器安裝位置設(shè)計不合理,。安裝浪涌保護(hù)器時,首先確保它被放置在被保護(hù)設(shè)備的入口處,;第二要正確安裝浪涌保護(hù)器的接地線,;第三連接浪涌保護(hù)器的電纜要盡可能的短。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)(一般來說),,連接電纜的電感一般是1μH/m左右,。所以設(shè)計該系統(tǒng)時,記得連接電纜要包含火線和接地線,。
上圖中的安裝暴露出一個問題:如圖安裝會產(chǎn)生1kA/μs的故障電流,,這會導(dǎo)致每米連接浪涌保護(hù)器的接線上的壓降為1000伏。如果接線是1米接地線是0.5米,被保護(hù)設(shè)備將會承受浪涌保護(hù)器的箝制電壓再加上1500伏的電壓,,而通過正確安裝浪涌保護(hù)器可以極大的減少這種電壓,。理想的安裝方法如下:
按照以上安裝方法,被保護(hù)設(shè)備只會承受幾乎等于浪涌保護(hù)器箝制電壓的低電壓,。
一些浪涌保護(hù)器需要額外的保護(hù)措施,,如,不會被熱損壞的保險絲,,用來保證浪涌保護(hù)器處理能級,。其他制造商造出的浪涌保護(hù)器可以在風(fēng)機(jī)主斷路器短路之前處理全部電流。選擇過電壓保護(hù)的組件時,,需要考慮是否有必要使用更多的組件來保證浪涌保護(hù)器保護(hù)設(shè)備,。通常粗略保護(hù)就是在設(shè)備入口處安裝一個浪涌保護(hù)器,而精細(xì)保護(hù)就是把浪涌保護(hù)器直接安裝在被保護(hù)設(shè)備上,。據(jù)浪涌保護(hù)器目前發(fā)展情況,,只需安裝一個裝置,或是粗略保護(hù)和精細(xì)保護(hù)的組合,,或是一個據(jù)精細(xì)保護(hù)原則制造的簡單大型的浪涌保護(hù)器,,就可在很大程度上起到全防護(hù)作用。
浪涌保護(hù)器的安裝位置被選定后,,就要選擇浪涌保護(hù)器的級別了,。所有的浪涌保護(hù)器根據(jù)它們能導(dǎo)入地下的能量來劃分不同的級別。越低級別的浪涌保護(hù)器的導(dǎo)通需要越高的箝位電壓,。這就導(dǎo)致了被保護(hù)設(shè)備上壓力的增加,。被保護(hù)設(shè)備越容易受到破壞,越需要選擇別的浪涌保護(hù)器,。一般來說,,根據(jù)特定區(qū)域需要的保護(hù)級別來劃分出不同的安裝區(qū)域,這樣對浪涌保護(hù)器的選型就會容易多了,,同時對具體的區(qū)域需要什么級別的浪涌保護(hù)器提供了概況,。考慮在雷電防護(hù)總體設(shè)計中加入浪涌保護(hù)器設(shè)計,,雷電防護(hù)區(qū)域可以和浪涌保護(hù)器各級過渡區(qū)域相整合,,而通過各級過渡區(qū)域可以知道浪涌保護(hù)器的放置位置。(其他標(biāo)準(zhǔn)也是這樣推薦的,,例如,,IEC62305系列或風(fēng)力發(fā)電機(jī)具體規(guī)定IEC61400-24)
浪涌保護(hù)器的選型
做完評估后需要安裝浪涌保護(hù)器時,需要給系統(tǒng)找到合適的產(chǎn)品,。在IEC61643-12的第6.2段落中,,描述了正確選擇浪涌保護(hù)器的方法,。
首先所有被選浪涌保護(hù)器的大持續(xù)工作電壓要高于標(biāo)稱工作電壓。其次要考慮暫態(tài)過電壓的產(chǎn)生,;如果有產(chǎn)生暫態(tài)過電壓的危險,,那么被選的浪涌保護(hù)器電壓要低于大標(biāo)稱工作電壓。
IEC61643-12是一個很好的指導(dǎo)規(guī)范,,它給設(shè)計師提供一些在選擇和安裝設(shè)備來進(jìn)行過壓保護(hù)需要考慮的問題的信息,。雖然它是一種普遍的標(biāo)準(zhǔn),但是完全遵循風(fēng)能行業(yè)的需求規(guī)范,。
可以向各地的專家組求助,、交流防雷方面的知識經(jīng)驗,當(dāng)然也可以向在該領(lǐng)域很有經(jīng)驗工程咨詢公司尋求幫助,。
也要根據(jù)安裝處的電流量來選擇浪涌保護(hù)器,。如果特殊位置的短路電流量是未知的,那么要保證選擇足夠大的浪涌保護(hù)器元器件,,以便處理“猜測”電流,。
判定和描述特殊具體位置的情況在保證浪涌保護(hù)器達(dá)到保護(hù)設(shè)備預(yù)期效果是很重要的。
還要考慮浪涌保護(hù)器的說明書/壽命,。因為在安裝后的一秒鐘內(nèi)可能會產(chǎn)生瞬態(tài)高電勢,,這可能會毀壞浪涌保護(hù)器,在這種情況下,,浪涌保護(hù)器的壽命就只有一秒鐘,。
所以也只能根據(jù)從生產(chǎn)商那里得到的數(shù)據(jù)對浪涌保護(hù)器進(jìn)行預(yù)期性的評估。假如浪涌保護(hù)器發(fā)生故障,,要保證它不會造成致命的破壞,。
當(dāng)使用浪涌保護(hù)器時,要證實它和在它上方的被保護(hù)設(shè)備能互相配合,。如果用保險絲減小浪涌保護(hù)器中電流是必要的,那么這些保險絲要能在損壞浪涌保護(hù)器之前切斷短路電流,。還要考慮漏電保護(hù)器跳閘的情況,。
選擇浪涌保護(hù)器時,要選不易老化的,,在預(yù)期瞬時高壓下不易被損壞,,及發(fā)生故障時不易損壞其它電氣設(shè)備的浪涌保護(hù)器。
后選擇浪涌保護(hù)器時,,它的箝制電壓要和被保護(hù)設(shè)備所能承受的電壓一致,。如果浪涌保護(hù)器不能保持箝制電壓,就要在被保護(hù)設(shè)備附近安裝另外的浪涌保護(hù)器,。如果多個浪涌保護(hù)器同時使用時,,正確協(xié)調(diào)這些浪涌保護(hù)器間的關(guān)系就很重要了,。在兩個浪涌保護(hù)器之間要選擇一個規(guī)定的電感,而這個電感可以通過兩個浪涌保護(hù)器之間固定長度的電纜,,或是用規(guī)定的電感元件來實現(xiàn),。再次重申,以目前浪涌保護(hù)器的發(fā)展情況來看,,一步實現(xiàn)完全保護(hù)的可能性很大,。