Функциональные применения цинк-оксидных ограничителей перенапряжения и стандартные решения для полномасштабных высоковольтных испытаний | Колонка DEMIKS об энергетической отрасли

При строительстве новых энергосистем, интеллектуальной модернизации городских и сельских распределительных сетей, а также при реализации проектов по распределению электроэнергии в промышленности и коммерческих целях, защита от перенапряжений высокого напряжения является ключевым компонентом, обеспечивающим стабильную работу первичного и вторичного распределительного оборудования и предотвращающим аварии в электросетях. Цинково-оксидные ограничители перенапряжения (МОА), как наиболее широко используемые и стабильные нелинейные устройства защиты от перенапряжений в современных энергосистемах, широко применяются в основном распределительном оборудовании, таком как высоковольтные распределительные устройства, кольцевые распределительные устройства, вакуумные выключатели на опорах, сборные подстанции и главные трансформаторы. Для производителей энергетического оборудования, стремящихся соответствовать стандартам подключения к сети Государственной и Южной энергосетей, комплексное тестирование электрических характеристик ограничителей перенапряжения является неотъемлемым ключевым процессом контроля качества продукции.

Компания Shanghai Demiks Power Technology Co., Ltd. (DEMIKS POWER, веб-сайт: www.demikspower.com), являясь профессиональным производителем высоковольтного испытательного оборудования , уже давно работает в области испытаний высоковольтной изоляции, испытаний на импульсное воздействие молнии, испытаний на частичные разряды и специальных испытаний электрических компонентов. Компания постоянно поставляет предприятиям отрасли оборудование для испытаний цинк-оксидных разрядников и комплектные высоковольтные испытательные установки оптом, охватывая все сценарии заводской инспекции разрядников, типовых испытаний всего оборудования и приемочных испытаний на месте. Компания также предоставляет комплексные услуги, такие как установка и ввод в эксплуатацию на месте, специализированное обучение операторов, обмен отраслевыми техническими знаниями и пожизненное техническое обслуживание оборудования, помогая производителям оборудования для распределения электроэнергии создавать стандартизированные и соответствующие требованиям высоковольтные испытательные лаборатории.

1. Структура и основной принцип работы цинк-оксидного ограничителя перенапряжения (MOA)

Ограничители перенапряжения на основе оксида цинка в основном состоят из четырех частей: изоляционной оболочки из силиконовой резины/керамики, внутреннего нелинейного резисторного листа из оксида цинка, герметизирующей конструкции и верхнего и нижнего выводов. Основным рабочим материалом является керамический резисторный лист из оксида цинка, обладающий чрезвычайно сильными нелинейными вольт-амперными характеристиками, что и является ключевым преимуществом, отличающим его от традиционных ограничителей перенапряжения на основе карбида кремния.

Оборудование работает в двух режимах: в нормальном режиме работы от сети и в режиме перенапряжения при коротком замыкании. При номинальном непрерывном рабочем напряжении сети варистор из оксида цинка демонстрирует чрезвычайно высокое сопротивление изоляции, и ограничитель перенапряжений находится в отключенном и спящем состоянии, через него протекает лишь слабый ток утечки в диапазоне микроампер, практически не потребляя электроэнергии. При возникновении перенапряжения от молнии , перенапряжения при срабатывании выключателя или перенапряжения, вызванного гармоническими колебаниями системы , мгновенное напряжение сети резко возрастает, сопротивление варистора из оксида цинка резко падает, быстро проводя и разряжая мощный импульсный ток, удерживая перенапряжение линии в пределах допустимого диапазона изоляции нижестоящего высоковольтного оборудования. После устранения перенапряжения и возвращения напряжения сети к норме варистор быстро возвращается в состояние высокого сопротивления изоляции, прекращает разряд тока, и оборудование переходит в режим резервной защиты.

По сравнению с традиционными разрядниками с зазором, бесщелевые разрядники на основе оксида цинка обладают такими преимуществами, как высокая скорость срабатывания, низкое остаточное напряжение, большая токовая нагрузка, отсутствие остаточного тока, отсутствие необходимости в ежедневном техническом обслуживании и пригодность для интеллектуальных систем распределения электроэнергии. В настоящее время они полностью заменили традиционные разрядники и стали единственным основным компонентом молниезащиты в системах распределения электроэнергии высокого и низкого напряжения.

1. Сценарии применения и основные области использования цинк-оксидных ограничителей перенапряжения

Исходя из основных направлений деятельности компании Beijing Haochuang Ruitong Power и сценариев реализации основных проектов в области электрораспределения на внутреннем рынке, применение цинк-оксидных ограничителей перенапряжения можно разделить на четыре основные категории, охватывающие, в основном, все сценарии согласования высоковольтного и низковольтного электрооборудования:

1. Распределительная сеть 10 кВ (наибольшее применение и наиболее распространенный сценарий)

Этот уровень напряжения также подходит для основных продуктов распределительных сетей электроснабжения и совместим с полным спектром продукции, включая первичные и вторичные интегрированные вакуумные выключатели, устанавливаемые на опорах, высоковольтные распределительные устройства KYN28, кольцевые распределительные устройства XGN, сборные подстанции и кабельные распределительные коробки. Он доступен в вариантах для установки внутри шкафов и на опорах: наружные ограничители перенапряжения, устанавливаемые на опорах, в основном устанавливаются на опорах воздушных линий электропередачи для защиты установленных на опорах выключателей, изоляторов линий и кабельных клемм от ударов молнии; внутренние ограничители перенапряжения, устанавливаемые внутри корпусов распределительных устройств и сборных подстанций, защищают шины, трансформаторы напряжения и тока, а также интегрированное защитное вторичное оборудование, подавляя рабочие перенапряжения внутри распределительного шкафа.

2. Защита основного оборудования на высоковольтных подстанциях (35 кВ-500 кВ)

Она используется на общественных подстанциях и промышленных подстанциях и устанавливается на главных трансформаторах, распределительных устройствах с КРУЭ, высоковольтных шинах и параллельных конденсаторных батареях. Являясь оборудованием первой линии молниезащиты для всей подстанции, она предотвращает аварии с пробоем изоляции высоковольтного основного оборудования из-за ударов молнии и перенапряжений в системе, а также обеспечивает безопасную эксплуатацию основного оборудования подстанции.

3. Специальные сценарии распределения электроэнергии для новых источников энергии

Широко используются в централизованных фотоэлектрических электростанциях, ветроэнергетических установках и системах зарядки подстанций накопительных электростанций; на электростанциях, работающих на возобновляемых источниках энергии, наблюдаются сложные гармоники и частые перенапряжения, поэтому разрядники в основном предназначены для молниезащиты преобразователей и повышающих трансформаторов, решая проблему нестабильных перенапряжений в энергосистемах, работающих на возобновляемых источниках энергии.

4. Сценарии распределения электроэнергии с высоким риском в железнодорожном транспорте и промышленности.

Он используется на железнодорожных тяговых подстанциях, крупных химических промышленных парках и в системах распределения электроэнергии в горнодобывающей промышленности, обеспечивая защиту от перенапряжений при импульсных нагрузках и противодействуя эксплуатационным перенапряжениям, вызванным частыми запусками и остановками промышленного оборудования.

Кратко изложите основные преимущества оборудования.

Цинково-оксидные ограничители перенапряжения являются «предохранительными клапанами» энергосистемы. Если сам ограничитель перенапряжения теряет изоляцию, пластина клапана изнашивается или внутри него появляется влага, это напрямую приводит к взрыву распределительного шкафа, короткому замыканию линии, перегоранию изоляции трансформатора и почернению помещения. В тяжелых случаях это может привести к взрыву и возгоранию ограничителя перенапряжения. Поэтому строгие высоковольтные испытания на этапе производства являются основным средством контроля качества продукции и предотвращения аварий в энергосистеме.

III. Обязательные требования национальных стандартов: Полные требования к испытаниям цинк-оксидных ограничителей перенапряжения (GB/T 11032-2020)

В соответствии с национальным обязательным стандартом GB/T 11032-2020 «Бесщелевые металлооксидные ограничители перенапряжения переменного тока» и с учетом требований Государственной электросетевой компании к приемочному оборудованию для подключения к сети, испытания ограничителей перенапряжения делятся на три категории: заводские плановые испытания, приемочные испытания на месте и типовые испытания сторонними организациями. Компания Shanghai Demex Electric может предоставить все виды испытательного оборудования для всех трех категорий, и все оборудование уже используется в лабораториях производителей энергетического оборудования.

(а) Плановые заводские испытания (обязательные для каждого готового изделия, полная проверка на производственной линии)

Заводские испытания — это 100% контрольный пункт для производителей, позволяющий отсеивать некачественную и испорченную продукцию. Они адаптированы для контроля качества серийного производства в цехе и в основе лежат комплексные системы тестирования ограничителей перенапряжения на основе оксида цинка DEMIKS DYX серии (DEMIKS POWER ZnO Surge Arrester Tester ), позволяющие выполнить полный набор испытаний.

1. Тест опорного напряжения постоянного тока (мкА) : Напряжение в ограничителе перенапряжения непрерывно повышается, и регистрируется критическое напряжение при постоянном опорном токе 1 мА для определения общих нелинейных характеристик варистора из оксида цинка. Если численное отклонение превышает ±5%, изделие сразу же признается некачественным.
2. Тест на ток утечки постоянного тока 0.75 мкА/мА : Наиболее важный в отрасли показатель контроля качества. Напряжение повышается до 0.75 от опорного постоянного напряжения для обнаружения тока утечки в установившемся режиме на уровне микроампер; он в основном используется для определения герметичности ограничителя перенапряжения и для проверки наличия внутренней влаги и дефектов, связанных с проникновением воды в полость.
3. Испытание на опорное напряжение и резистивный ток промышленной частоты : Имитировать длительные условия работы электросети на промышленной частоте и проверить суммарный ток, резистивный ток и емкостной ток ограничителя перенапряжения; если резистивный ток превышает стандарт, это напрямую указывает на износ пластины ограничителя перенапряжения, и его нельзя отправлять с завода и подключать к сети.
4. Проверка сопротивления изоляции и осмотр герметичности внешнего вида. Высоковольтный мегомметр используется для выявления дефектов изоляции в крупных компонентах, а также проверяется наружная оболочка и конструкция уплотнения фланца, чтобы предотвратить попадание на рынок продукции с поврежденным внешним видом.

(ii) Испытания при передаче объекта (предварительные и пусконаладочные испытания)

После установки ограничителя перенапряжения вместе с распределительным устройством и выключателем, установленным на опоре, специалисты по приемке энергосистемы проведут повторные испытания на месте. Эти испытания включают: проверку сопротивления изоляции, повторное тестирование постоянного тока U1 мА и тока утечки, сравнение баланса трехфазных токов и мониторинг тока в режиме реального времени; это необходимо для обеспечения сохранности оборудования во время транспортировки и установки.

(III) Типовые испытания (полные высоковольтные испытания для подключения новых изделий к сети и сертификации квалификации)

Типовые испытания — это разрушающие полномасштабные высоковольтные испытания, используемые для контроля качества продукции и регистрации в государственной энергосистеме. Для их проведения требуется полный комплект крупномасштабного высоковольтного испытательного оборудования от компании DEMIKS, и это необходимая лабораторная конфигурация для компаний, занимающихся распределением электроэнергии и строящих свои электростанции.

1. Испытание изоляции на выдерживаемое напряжение: кратковременное испытание на выдерживаемое напряжение промышленной частоты, испытание на выдерживаемое импульсное напряжение переключения (вспомогательное оборудование: устройство для измерения резонансного выдерживаемого напряжения в серии преобразователей частоты, промышленная частота). испытательный трансформатор);
2. Испытания серии импульсных воздействий молнии: стандартный импульсный разряд молнии, импульсный разряд с крутым направлением волны и испытание характеристик остаточного напряжения (вспомогательное оборудование: полностью автоматический генератор импульсного напряжения молнии).
3. Тест на частичный разрядОбнаружение микроразрядов при рабочем напряжении для проверки наличия внутренних пузырьков изоляции и скрытых трещин (оборудование: многоканальная полностью автоматическая система тестирования частичных разрядов).
4. Испытания на долговечность и механические характеристики: испытание на ударопрочность при высоком токе, испытание на термостойкость и старение, испытание на механическую прочность при изгибе, а также испытание на устойчивость к влажной и загрязненной среде.
5. Demix: План сотрудничества по испытательному оборудованию ведущих предприятий электрораспределения

Компания Shanghai D EMIKS Power поставляла всем производителям цинк-оксидных ограничителей перенапряжения [сопутствующее оборудование]. Мы предлагаем комплексное оборудование для тестирования ограничителей перенапряжения и высоковольтных силовых испытательных стендов , охватывающее полные комплекты оборудования распределения электроэнергии, включая первичные и вторичные интегрированные выключатели, устанавливаемые на опорах, высоковольтные и низковольтные распределительные устройства, кольцевые распределительные устройства и сборные подстанции.

Поставляемое оборудование охватывает весь процесс тестирования ограничителей перенапряжения и все аспекты тестирования изоляции/частичных разрядов/ударов молнии для комплектных распределительных устройств, идеально соответствуя потребностям контроля качества всей линейки продукции для распределения электроэнергии напряжением 10 кВ. В отличие от обычных поставщиков оборудования, DEMIKS использует преимущества исследований и разработок и производства своего завода-изготовителя, чтобы предоставить производителям оборудования для распределения электроэнергии полную замкнутую цепочку услуг с добавленной стоимостью.

Во-первых, общенациональная установка и ввод в эксплуатацию на объекте: профессиональные инженеры по высоковольтному оборудованию прибудут на ваш объект для размещения оборудования, калибровки проводки и подключения к лабораторным условиям, чтобы оборудование можно было немедленно ввести в эксплуатацию и использовать сразу после прибытия на объект;

Во-вторых, практическое обучение на месте: индивидуальное специализированное обучение персонала предприятия по контролю качества по эксплуатации оборудования, процедурам тестирования в соответствии с национальными стандартами и составлению отчетов;

В-третьих, целевой технический обмен: будут проводиться бесплатные технические семинары по таким темам, как интерпретация стандартов испытаний в энергетической отрасли, анализ неисправностей несоответствующей продукции и общие решения по планировке лаборатории.

В-четвертых, полный цикл послепродажного обслуживания: пожизненные технические консультации по оборудованию, регулярные осмотры и калибровка на месте, оперативный ремонт неисправностей, а также модернизация и обновление устаревшего оборудования.

1. Заключение: Почему компании, занимающиеся производством оборудования для распределения электроэнергии, выбирают вариант D?ЭМИКСВысоковольтное испытательное оборудование?

От тестирования компонентов цинк-оксидных ограничителей перенапряжения до типовых испытаний высоковольтных систем распределения электроэнергии — стандартизированное высокоточное оборудование для испытаний высоковольтного оборудования является незаменимым инструментом для контроля качества электрооборудования перед его отправкой с завода. Компания Shanghai Demiks Power Technology Co., Ltd., являясь давним партнером ведущих производителей оборудования для распределения электроэнергии в отрасли, производит всю свою продукцию, которая прошла проверку на производственной линии и полностью соответствует стандартам испытаний Государственной электросетевой компании и национальным стандартам; она совместима со всеми производителями высоковольтных и низковольтных распределительных устройств, электрооборудования и компонентов защиты от перенапряжения.

Любое предприятие энергетической отрасли, нуждающееся в создании высоковольтной испытательной лаборатории или приобретении специализированного испытательного оборудования для проверки сопротивления изоляции, частичных разрядов, импульсов молнии и разрядников, может обратиться в компанию Shanghai DEMIKS Power. Мы предлагаем комплексное решение «под ключ»: от проектирования лаборатории и поставки оборудования до ввода в эксплуатацию на месте, обучения персонала и квалификационных и приемочных испытаний.

Официальный сайт: www.demikspower.com