Canwinはプロの電力変圧器会社および電気変圧器メーカーです
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Canwinはプロの電力変圧器会社および電気変圧器メーカーです
接地トランスは、略して接地トランスと呼ばれます。充填媒体に応じて、接地変圧器は油型と乾式に分けることができます。相数に応じて、接地変圧器は三相接地変圧器と単相接地変圧器に分けることができます。接地変圧器の機能は、接地されていない中性点を持つシステムに人工的な中性点を提供することです。これは、接地の場合に接地への静電容量電流を減らすために、アーク抑制コイルまたは小さな抵抗接地モードの使用に便利です。配電網の短絡故障を防ぎ、配電システムの電源の信頼性を向上させます。
電力系統の 6kV、10kV、および 35kV の送電網は、一般にニュートラル非接地動作モードを採用しています。電力系統の主変圧器の低圧側は、一般的に三角結線されており、接地できる中性点はありません。中性非接地システムで単相地絡事故が発生した場合、線間電圧の三角形は対称のままです。電源システムはユーザーに 1 ～ 2 時間電力を供給し続けることができ、容量性電流は比較的小さく (10A 未満)、断続的なアークは発生しません。一部の一時的な地絡障害は自動的に消滅する可能性があり、これは電源の信頼性の向上と停電事故の削減に非常に効果的です。ただし、都市の電力網の継続的な拡大とケーブルの引出し線の継続的な増加に伴い、システムの接地への容量性電流が急激に増加し、単相接地後に障害点を流れる容量性電流が大きくなります (より多くの10A)。
アークは簡単に消すことができず、強磁性共鳴過電圧を励起しやすく、断続的なアーク灯接地過電圧を発生させ、絶縁体の損傷、ラインのトリップ、事故の拡大を引き起こす可能性があります。
具体的には：
単相接地アークの断続的な消弧と再点火は、最大 4U (U は通常の相電圧のピーク値) またはそれ以上の振幅と長時間のアーク接地過電圧を生成し、電気機器の絶縁に大きな損害を与えます。絶縁が弱いと故障の原因となります。大きな損失を引き起こします。
連続アークによって引き起こされる空気解離は、周囲の空気の絶縁を破壊し、相間短絡を起こしやすくなります。
強磁性共鳴の過電圧は、変圧器を簡単に焼損させ、避雷器に損傷を与え、避雷器が爆発することさえあります。これらの結果は、送電網機器の絶縁を深刻に脅かし、送電網の安全な運用を危険にさらします。
単相地絡事故時に対地容量電流を低減するために、変圧器の中性点にアーク抑制コイルなどの補償装置を設置する必要があります。このため、アーク抑制コイルを中性点に接続して地絡遮断電流を低減し、系統電源の信頼性を向上させるために、手動で中性点を設定する必要があります。
■国内外での使用実績
中国の接地変圧器は、通常、Z 型配線 (またはジグザグ配線) を採用しています。投資と変電所のスペースを節約するために、変電所で使用される機器に電力を供給するために使用される変圧器を置き換えるために、通常、接地変圧器に 3 番目の巻線が追加されます。原子炉の国家規格によると、接地変圧器の接地モードは直接接地に分けることができます。リアクトル、抵抗、アーク抑制コイルを介して接地されています。中国では直接接地は使用されていませんが、一部の電力研究部門はこの点について議論を始めています。外国の接地変圧器は、通常、10kV非接地システムに使用され、配電網の接地保護を構成するZ型接続を採用しています。システムに地絡が発生した場合、接地トランスは、正シーケンスおよび逆シーケンス電流に対して高インピーダンスを示し、ゼロシーケンス電流に対して低抵抗を示し、接地保護が確実に動作します。
■ 三相接地変圧器
三相接地変圧器 このタイプの変圧器は、Z 型配線 (またはジグザグ配線) を使用します。通常の変圧器との違いは、各相のコイルを2つのグループに分けて、この相の磁極に逆向きに巻くことです。この接続の利点は、ゼロシーケンス磁束が磁極に沿って流れることができるのに対し、通常のトランスのゼロシーケンス磁束は磁気漏れ回路に沿って流れることです。したがって、Z 型接地トランスのゼロ シーケンス インピーダンスは非常に小さく (約 10 Ω)、通常のトランスのゼロ シーケンス インピーダンスははるかに大きくなります。規制によると、アーク抑制コイル付きの通常の変圧器の容量は、変圧器容量の 20% を超えてはなりません。 Z 型変圧器は、容量 90% ~ 100% のアーク抑制コイルを装備できます。アーク抑制コイルに加えて、接地変圧器には二次負荷を装備することもできます。これは、ステーション変圧器を置き換えることができるため、投資コストを節約できます。
■単相接地トランス
単相接地変圧器 単相接地変圧器は、抵抗キャビネットのコストと体積を削減するために、主に中性点とSaton変圧器の中性点接地抵抗キャビネットを備えた発電機に使用されます。
■働きの特徴
(1)ゼロシーケンス電流の出力を確保するための低いゼロシーケンスインピーダンス。
（2）無負荷電流を減らすための高励起インピーダンス。
(3) 無負荷損失が少なく、日常運用のエネルギー消費を抑えます。
■配線モード
YNyn接続
この接続方式の変圧器は、一般的に三相三柱鉄心を採用し、高圧側の中性点をアーク抑制コイルで接続して接地することができます。しかし、単相地絡零相電流が高圧側巻線に流れると、発生する零相磁位は二次磁位と釣り合うことができず、同方向の零相磁束がループを形成することができません。 3列の鉄心により、多数のゼロシーケンス磁束がクランプ、オイル、オイルタンク本体のみを通過して閉ループを形成し、オイルタンクとクランプに追加の損失を引き起こし、局所的な過熱を引き起こします。変圧器容量の利用は限られています。中国の電力部門の関連する運用規則では、YNyn 接続変圧器の中性点接続アーク抑制コイルの動作状態について次の規定が定められています。
(1) アーク抑制コイルの容量は、変圧器の定格容量の 20% を超えてはならない。
(2) 変圧器のアーク抑制コイルに流れる零相電流によって生じる零相電圧降下は、定格相電圧の 10%を超えてはならない。
YNd結線トランスとアーク抑制コイルXLの結線方式は、二次側の三角結線により零相電流の閉路を確保できるため、零相リアクタンスが小さいのが特徴です。また、各コア列の一次巻線と二次巻線の零相磁位がバランスしているため、零相漏洩磁気も小さい。ただし、YN結線巻線が外側の場合、オイルタンクなどで発生するゼロシーケンス付加損失を完全に回避することはできません。アーク抑制コイルと接続されている場合、その容量の利用は依然として制限されます。海外の試験研究によると、YNd 接続の接地変圧器の許容動作モードは次のとおりです。
(1) 二次側全負荷が正常な場合、YN 側に接続されたアーク抑制コイルの容量は、変圧器の定格容量の 50% を超えないこと。
(2) 二次側負荷が通常時の変圧器容量の 50% しかない場合、アーク抑制コイル容量は変圧器の定格容量と同じにすることができます。
この接続の二次側は、地域の負荷または変電所自体に電力を供給することができますが、三角接続はハイブリッド電力と照明のユーザーに同時に電力を供給することが難しいため、その用途は大きく制限されます。
YN、オープン d 接続はアーク抑制コイル XL と接続されます。これは YNd 接続と同様です。オープン d の接続モードでは、オープン トライアングルの側に抵抗器またはリアクトルを接続して、トランスのゼロ シーケンス リアクタンスを調整できます。また、抵抗器を接続すると、ネットワークの強磁性共鳴を抑制することもできます。三相5列鉄芯を採用すれば零相インピーダンス値も大幅にアップでき、アーク抑制コイルを省略することも可能ですが、構造が複雑になりコストアップになります。また、オープントライアングル接続の二次利用では、地域負荷への電源供給や自家用電源のニーズに対応できないため、この方式はあまり普及していません。
ZN、yn 接続変圧器はアーク抑制コイル XL と接続され、これは接地変圧器の一般的な接続モードです。ジグザグ結線方式の同一鉄心柱上の上下半巻線の零相磁位は丁度同じ大きさで逆方向となり、互いに打ち消し合うため、零相漏れ磁束が非常に小さい値に抑えられます。 、そのため、そのゼロシーケンスリアクタンス値は非常に小さく、その容量は接続されたアーク抑制コイルの容量と等しくすることができます.
国内外で広く使用されている接地変圧器は、主にこのように接続されています。低圧側はyn接合方式を採用しているため、ローカル電源や変電所の自家用電源を同時に供給できます。通常、低圧側の容量は高圧側の容量よりも小さくなります。ほとんどの場合、低圧側の容量は 80 ～ 200kVA の範囲内です。
高圧側の定格容量は、接続するアーク抑制コイルの容量と同じでも構いませんが、Z 結線は Y 結線の 1.15 倍の巻数になりますので、接地用変圧器の実際の容量は、アーク抑制コイルの容量の 1.15 倍にしてください。
■動作原理
システムの単相故障の場合の接地変圧器の動作原理図は、一般的なZNyn配線で示されています。接地変圧器が動作中に一定の大きさのゼロシーケンス電流を通過すると、同じ鉄心柱の2つの単相巻線を流れる電流は反対方向になり、大きさが等しくなるため、ゼロ シーケンス電流はオフセットと正反対なので、ゼロ シーケンス インピーダンスも非常に小さくなります。
接地変圧器が故障すると、中性点が補償電流を流れることがあります。ゼロ シーケンス インピーダンスが小さいため、システムの安全性を確保するために、ゼロ シーケンス電流が通過するときに発生するインピーダンス電圧降下をできるだけ小さくする必要があります。接地変圧器は零相インピーダンスが低い特性を持っているため、C 相に単相地絡事故が発生すると、C 相地絡電流 I が大地を通じて中性点に流れ込み、3 等分されて接地トランス。接地変圧器に流れる三相電流は等しいので、中性点 N の変位は変化せず、三相線間電圧は対称のままです。
ただし、製造プロセスでは、高電圧巻線の上部巻線と下部巻線の巻数と幾何学的寸法を完全に等しくすることはできません。そのため、ゼロ シーケンス電流によって生成される磁位を正確に逆にオフセットすることはできません。方向であり、通常は約 6 ～ 10 Ω の一定のゼロ シーケンス インピーダンスを生成します。 600 Ω のスター接続変圧器のゼロ シーケンス インピーダンスと比較すると、その利点は自明です。さらに、ジグザグ接地トランスは、無負荷電流と無負荷損失を可能な限り小さくすることもできます。通常のスター結線変圧器と比較して、ジグザグ結線変圧器の各相鉄心は、2 つの鉄心列の巻線で構成されています。そのベクトル図によると、通常のスター結線トランスと比較すると、同じ電圧の場合、1.16倍の巻数が必要です。中性点抵抗接地モードでの単相接地による都市配電網のゼロシーケンスインピーダンスと正シーケンスインピーダンスの振幅は大きく異なります。三相の正相と逆相の電流が流れると、接地変圧器の各鉄心柱の磁位は、鉄心柱の異なる相の 2 つの巻線の磁位のフェーザの和になります。 3 本の鉄心柱の磁気ポテンシャルは、120°の位相差を持つ三相平衡量のグループです。発生した磁束は、3 本の鉄心柱でループを形成できます。磁気回路の磁気抵抗が小さく、磁束が大きく、誘導電位が大きく、正相と負相のインピーダンスが大きい。したがって、接地用変圧器は、正相および逆相インピーダンスが大きく、零相インピーダンスが小さいという特性を持っています。
■主な技術パラメータ
配電網におけるアーク抑制コイルの接地補償のニーズを満たすために、また変電所の電力と照明負荷のニーズを満たすために、Z 型接続変圧器が選択され、接地変圧器の主なパラメータを合理的に設定する必要があります。
(1) 定格容量の接地用変圧器の一次側容量は、アーク抑制コイルの容量と一致すること。既設アーク抑制コイルの容量仕様より、接地トランスの容量をアーク抑制コイル容量の1.05～1.15倍に設定することを推奨します。例えば、200kVAのアーク抑制コイル1個を搭載した接地変圧器の容量は215kVAです。
(2) 中性点補償電流の単相故障時の変圧器中性点に流れる総電流：
どこ：
U は配電網の線間電圧 (V) です。 Zx はアーク抑制コイルのインピーダンス (Ω) です。
Zd は、接地トランスの一次ゼロ シーケンス インピーダンス (Ω/相) です。
Zs はシステム インピーダンス (Ω) です。
中性点補償電流の持続時間は、アーク抑制コイルの持続時間と同じで、規定の 2 時間とする。
(3) ゼロシーケンスインピーダンス ゼロシーケンスインピーダンスは、単相接地短絡電流を制限し、過電圧を抑制するリレー保護に重要な影響を与える接地トランスの重要なパラメータです。二次コイルのないジグザグ (Z タイプ) およびスター/オープン デルタ接続の接地変圧器の場合、製造部門が電力部門の要件を満たすことができるように、インピーダンスは 1 つだけです。つまり、ゼロ シーケンス インピーダンスです。
(4) 損失は接地変圧器の重要な性能パラメータです。 2次巻線付き接地変圧器の場合、無負荷損は同容量の2重巻線変圧器と同等にできます。負荷損については、二次側が全負荷運転の場合、一次側の負荷が軽いため、二次側と同じ容量の二重巻線トランスに比べて一次側の負荷損は小さくなります。
(5) 国家規格によると、接地変圧器の温度上昇は次のとおりです。
1) 定格連続電流での温度上昇は、一般的な電力用変圧器の乾式変圧器に関する国家規格の規定に準拠する必要がありますが、主に二次側に頻繁に負荷がかかる接地変圧器に適用されます。
2) 短時間の負荷電流の持続時間が 10 秒未満の場合 (主に中性点が抵抗に接続されている場合)、温度上昇は、短絡時の温度上昇制限に関する国家標準電源変圧器の規定に準拠するものとします。条件;
3) 接地変圧器とアーク抑制コイルが一緒に動作するときの温度上昇は、アーク抑制コイルの温度上昇に関する規定に準拠する必要があります。定格電流を連続的に流れる巻線温度は 80K であり、主にスター/オープンデルタ接続の接地トランス;定格電流の最大通電時間が 2h と規定されている巻線の場合、規定温度は 100K です。
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