Mùa xuân năm ngoái, một nhà thầu tiện ích ở Florida đã đặt hai báo giá cạnh nhau cho cùng một máy biến áp gắn trên tấm đệm 12,47 kV. Một người niêm yết BIL 95 kV, 125 kV còn lại và con số cao hơn đã cộng thêm khoảng 4% vào giá. Câu hỏi của anh ấy rất thẳng thắn: liệu thiết bị đắt tiền có cách nhiệt tốt hơn hay anh ấy đang trả tiền cho một con số mà anh ấy không cần. Câu trả lời ngắn gọn là mộtđánh giá BIL máy biến áplà mục tiêu thiết kế, không phải là điểm chất lượng. Mua một cái mà không hiểu hệ thống cách nhiệt đằng sau nó, bạn sẽ phải trả quá nhiều tiền hoặc gặp rủi ro quá lớn.
Đánh giá BIL của máy biến áp thực sự có ý nghĩa gì
BIL là viết tắt củamức cách điện cơ bản, giá trị kilovolt cực đại mà hệ thống cách điện máy biến áp được thiết kế để chịu được trong xung sét tiêu chuẩn hóa: một sóng tăng đến đỉnh trong 1,2 micro giây và giảm xuống một nửa giá trị của nó trong 50 micro giây, được viết dưới dạng sóng 1,2/50 µs. Khi thông số kỹ thuật tiện ích cho biết 95 kV BIL, điều đó có nghĩa là cách điện cuộn dây, khe hở ống lót và khoảng cách bên trong được thiết kế sao cho xung 95 kV đến các đầu cực sẽ không bị thủng hoặc phóng điện.
Hai chi tiết quan trọng trong thực tế. Đầu tiên, BIL không phải là điện áp hoạt động. Một đơn vị hệ thống 12,47 kV thường xuyên mang BIL 95 kV vì các xung sét đạt tới gấp nhiều lần điện áp pha-đất. Thứ hai, thuật ngữ này có nguồn gốc từ Bắc Mỹ: các tiêu chuẩn ANSI và IEEE nói là BIL, trong khi các tài liệu của IEC gọi khái niệm tương tự là điện áp chịu xung sét hoặc điện áp LI. Vì vậy khi bạn nhìn thấy mộtđánh giá BIL máy biến áptrên biểu dữ liệu, bạn đang xem một trong những con số quan trọng nhất không bao giờ xuất hiện trên vôn kế.
Mức BIL tiêu chuẩn cho máy biến áp cấp phân phối
Để phân phối vàmáy biến áp gắn trên pad, BIL tuân theo cấp điện áp hệ thống, không phải định mức kVA. Các giá trị bên dưới là những giá trị bạn sẽ tìm thấy trên bảng tên và thông số kỹ thuật mua hàng ở Bắc Mỹ; các bảng quản lý được công bố trongYêu cầu chung của IEEE C57.12.00.
| Lớp điện áp hệ thống | BIL điển hình (kV) | Bạn thấy nó ở đâu |
|---|---|---|
| Cấp 15 kV (hệ thống 12,47 kV) | 95 | Phân phối gắn trên cột và gắn trên cột, dịch vụ thương mại nhỏ |
| Cấp 25 kV (hệ thống 24,9 kV) | 125 (150 tùy chọn) | Tiện ích, phân phối dân cư ngầm |
| Cấp 34,5 kV | 150 (200 tùy chọn) | Máy cấp liệu công nghiệp, thiết bị gắn trên tấm đệm lớn |
| Cấp 46-69 kV | 200-250 | Máy biến áp truyền tải và trạm biến áp |
A mức cách điện cơ bảnđược in trên bảng tên bên cạnh kVA và có hai giả định về việc nó khiến người mua phải trả giá. Đầu tiên, một đơn vị kVA lớn hơn trong cùng loại điện áp không tự động cần BIL cao hơn: thiết kế cách điện chứ không phải kích thước lõi sẽ đặt ra con số. Thứ hai, tăng BIL không phải là áo giáp miễn phí. Việc di chuyển một thiết bị cấp 25 kV từ 125 kV đến 150 kV sẽ làm thay đổi khe hở cuộn dây, định mức ống lót, kích thước thùng chứa và giá cả. Một số tiện ích trả cho số tiền ký quỹ đó vì khả năng tiếp cận của họ đòi hỏi điều đó; những người khác đang mua một con số mà hệ thống của họ sẽ không bao giờ kiểm tra.
Thử nghiệm xung sét hoạt động như thế nào
Bằng chứng về xếp hạng BIL làthử nghiệm xung sét, được thực hiện theo các phương thức trong IEEE C57.12.90. Xung toàn sóng ở mức BIL định mức được áp dụng cho từng đầu cuối đường dây, với dạng sóng được giữ bên trong dải dung sai 1,2/50 µs. Khi thông số kỹ thuật yêu cầu, hãy thực hiện thử nghiệm sóng cắt nhỏ: xung buộc phải giảm sau vài micro giây, mô phỏng phóng điện ở nơi khác trong hệ thống và gây áp lực lên cuộn dây theo cách khác, thường khắc nghiệt hơn. Đạt có nghĩa là biểu đồ dao động cho thấy sự suy giảm rõ ràng mà không có sự sụp đổ của sóng điện áp. Bất kỳ sự sụt giảm đột ngột nào bên trong cuộn dây có nghĩa là phóng điện bên trong và thiết bị sẽ không xuất xưởng.
Trong khu vực thử nghiệm của chúng tôi, quy trình không bao giờ thay đổi. Chúng tôi xác minh cực tính của máy phát điện, nối đất bể chứa, đặt khoảng cách khoảng cách hình cầu với đường cong hiệu chuẩn và bắn một phát điện áp giảm trước để kênh đo được kiểm tra trước khi thiết bị lấy hết điện áp. Khi khách hàng yêu cầuthử nghiệm xung séttrên mỗi đơn vị thay vì trên bài kiểm tra loại thiết kế, chúng tôi trích dẫn nó dưới dạng chi tiết đơn hàng và dành thời gian chờ vì đây là bước sản xuất chính hãng chứ không phải hộp kiểm. Việc thử nghiệm xung là thử nghiệm thường xuyên hay thử nghiệm thiết kế một lần đều phụ thuộc vào loại máy biến áp và tiêu chuẩn mà bạn chỉ định. Điều không bao giờ nên xảy ra là việc vận chuyển máy biến áp mà không có bằng chứng thúc đẩy nào cả.
Tại sao BIL cao hơn không tự động tốt hơn
Đây là phần mà hầu hết người mua bỏ lỡ. Số BIL chỉ có ý nghĩa gì đó khi nó được phối hợp với bộ bảo vệ chống đột biến điện phía trước máy biến áp. Một lớp phân phốithiết bị chống sétcó mức bảo vệ, điện áp mà nó kẹp vào khi hoạt động và mức đó phải nằm dưới BIL máy biến áp với biên độ đủ lớn để lớp cách điện không bao giờ là mắt xích yếu nhất trong chuỗi. Logic phối hợp được trình bày trongHướng dẫn ứng dụng IEEE C62.22. Bộ chống sét 150 kV phía sau bộ chống sét lắp sai sẽ kém được bảo vệ hơn bộ chống sét 95 kV có bộ chống sét phù hợp chính xác và dây dẫn nối đất ngắn, trực tiếp.
Những sự cố mà chúng tôi thấy tại hiện trường hiếm khi xảy ra do BIL quá thấp vài kilovolt. Họ bị bỏ lỡthiết bị chống sétbảo trì, thiết bị chống sét được gắn quá xa bể chứa hoặc dây nối đất được định tuyến bằng các vòng không cần thiết. Một khách hàng ở Trung Tây bị mất hai thiết bị gắn trên tấm đệm trong một mùa bão; Cuộc điều tra cho thấy cả hai thiết bị bắt giữ đều đã hết tuổi thọ mà không có hồ sơ thay thế. Bảng tên BIL chưa bao giờ là vấn đề. Sự phối hợp là.
Độ cao và điều kiện dịch vụ: Nơi người mua bối rối
Câu hỏi chúng tôi trả lời thường xuyên nhất, ngay sau ý nghĩa của BIL, là liệu nó có thay đổi theo độ cao hay không. Mật độ không khí giảm khi độ cao tăng lên, làm giảm cường độ phóng điện của các khe hở xung quanh ống lót và thiết bị đầu cuối. Các tiêu chuẩn áp dụng hệ số hiệu chỉnh trên 1.000 mét và trên khoảng 3.000 mét, thiết kế cơ khí và cách nhiệt thường cần được xem xét chính thức. Số bảng tên không thay đổi. Việc xác minh thiết kế không.
Chúng tôi đã chế tạo các thiết bị gắn trên tấm đệm cho một khách hàng khai thác ở độ cao 4.000 mét ở dãy Andes và cuộc tranh luận về thông số kỹ thuật chưa bao giờ xoay quanh kVA. Đó là về việc lựa chọn ống lót, khoảng cách khe hở và hiệu chỉnh độ cao nào được áp dụng cho tài liệu kiểm tra xung. Nếu địa điểm của bạn nằm ở độ cao trên 1.000 mét, hãy đặt độ cao ở dòng đầu tiên của RFQ chứ không phải ở chú thích cuối trang. Nó thay đổi các quyết định thiết kế thực tế và thay đổi bằng chứng thử nghiệm mà bạn nhận được.
Những gì cần đưa vào RFQ của bạn
Nếu hôm nay bạn đang soạn thảo một bản thông số kỹ thuật, năm dòng sẽ quyết định liệu câu chuyện cách nhiệt có kết thúc tốt đẹp hay không:
BIL và tiêu chuẩn quản lýNêu rõ mức bạn muốn, 95 kV, 125 kV hoặc 150 kV và đặt tên cho tiêu chuẩn: ANSI/IEEE C57.12.00 cho các yêu cầu và C57.12.90 cho các phương pháp thử nghiệm.
Phạm vi kiểm tra xung.Chỉ kiểm tra loại thiết kế hoặc toàn sóng cộng với sóng cắt nhỏ trên mỗi thiết bị? Câu trả lời sẽ thay đổi cả giá cả và lịch trình sản xuất, vì vậy hãy quyết định trước khi bạn gửi RFQ.
Phối hợp bắt giữ.Hỏi xem gói này có bao gồm hướng dẫn lựa chọn thiết bị chống sét và các điều khoản lắp đặt hay không. Sự phối hợp là một phần của hệ thống cách nhiệt, không phải là một phụ kiện.
Độ cao và môi trường.Độ cao của địa điểm, mức độ ô nhiễm và phạm vi nhiệt độ môi trường xung quanh, bởi vì mỗi yếu tố có thể thay đổi khoảng trống hoặc giảm tải.
Kiểm tra bằng chứng.Báo cáo kiểm tra xung có biểu đồ dao động, không phải chứng chỉ một trang.
Đặtđánh giá BIL máy biến áp, phạm vi thử nghiệm và kế hoạch bảo vệ đột biến thành một tài liệu là sự khác biệt giữa việc mua máy biến áp và mua máy biến áp được bảo vệ. Bảng thông số kỹ thuật là nơi cả hai được giải quyết và là nơi các giá thầu rẻ được lọc ra trước khi chúng lãng phí lịch trình của bạn.
Cách Ryan Electric xử lý BIL trong thực tế
Ryan Electric xây dựng các máy biến áp phân phối và điện có công suất lên tới 200 MVA tại cơ sở rộng 120.000 m2 ở Giang Tô và BIL là dây chuyền tiêu chuẩn trong mọi đánh giá thiết kế chứ không phải là một yêu cầu đặc biệt. Là mộtĐối tác liên doanh của Eatonvới các dòng sản phẩm được chứng nhận UL-, CSA- và IEC, chúng tôi coi báo cáo thử nghiệm xung như một phần của gói giao hàng. Chúng tôi cũng sẽ cho bạn biết rõ ràng khi nào lớp BIL thấp hơn phù hợp với khả năng tiếp xúc với hệ thống của bạn, bởi vì việc trả tiền cho vật liệu cách nhiệt mà bạn không cần cũng đắt như việc xác định thấp nó.
Nếu cột BIL trên biểu dữ liệu đặt ra nhiều câu hỏi hơn câu trả lời, hãy gửi điện áp hệ thống, mức độ phơi nhiễm và độ cao của địa điểm quaryan-transformers.comvà yêu cầu xem xét phối hợp cách nhiệt. Bạn sẽ lấy lại mức BIL, phạm vi thử nghiệm và kế hoạch chống sét phù hợp với dự án của bạn cùng với lịch trình sản xuất thực tế.
Về tác giả:Bài viết này được viết bởi nhóm kỹ thuật tại Ryan Electric, một đối tác liên doanh của Eaton và nhà sản xuất máy biến áp được chứng nhận UL/CSA ở Giang Tô, Trung Quốc, phục vụ các khách hàng công nghiệp, tái tạo và tiện ích trên khắp Bắc Mỹ, Mỹ Latinh, Đông Nam Á và Trung Đông.
