Od klasifikacije do načina ožičenja, najobsežnejša razlaga ozemljitvenega transformatorja

Električna omrežja 6 kV, 10 kV in 35 kV v elektroenergetskem sistemu običajno sprejmejo nevtralni neozemljeni način delovanja. Nizkonapetostna stran glavnega transformatorja v električnem omrežju je na splošno povezana v obliki trikotnika in ni nevtralne točke, ki bi jo lahko ozemljili. Ko pride do enofazne ozemljitvene napake v nevtralnem neozemljenem sistemu, ostane trikotnik omrežne napetosti simetričen. Napajalni sistem lahko še naprej dobavlja energijo uporabnikom 1 do 2 uri, kapacitivni tok pa je relativno majhen (manj kot 10 A), kar ne bo povzročilo prekinitvenega obloka. Nekatere prehodne ozemljitvene napake lahko samodejno izginejo, kar je zelo učinkovito za izboljšanje zanesljivosti napajanja in zmanjšanje nesreč zaradi izpada električne energije. Vendar pa se z nenehnim širjenjem mestnega elektroenergetskega omrežja in nenehnim povečevanjem kabelskih izhodnih vodov kapacitivni tok sistema do tal močno poveča, kapacitivni tok, ki teče skozi točko napake po enofazni ozemljitvi, pa je velik (več kot 10A).

Obloka ni lahko ugasniti, enostavno je vzbuditi prenapetost feromagnetne resonance in povzročiti prekinjeno ozemljitveno prenapetost svetlobe obloka, kar lahko povzroči poškodbe izolacije, izklop napeljave in razširi nesrečo

Natančneje:

Občasno ugašanje in ponovni vžig enofaznega ozemljitvenega obloka bo povzročilo prenapetost ozemljitvenega obloka z amplitudo do 4U (U je najvišja vrednost normalne fazne napetosti) ali večjo in dolgotrajno, kar bo povzročilo veliko škodo izolaciji električne opreme. in povzroči okvaro pri šibki izolaciji; Povzroči velike izgube.

Zračna disociacija, ki jo povzroči neprekinjen oblok, uniči izolacijo okoliškega zraka in je nagnjena k kratkemu stiku med fazami.

Prenapetost feromagnetne resonance lahko zlahka prežge napetostni transformator in povzroči poškodbe odvodnika, kar lahko celo povzroči eksplozijo odvodnika. Te posledice bodo resno ogrozile izolacijo opreme elektroenergetskega omrežja in ogrozile varno delovanje elektroenergetskega omrežja.

Da bi zmanjšali kapacitivni tok na tla v primeru enofazne ozemljitvene napake, je treba na nevtralno točko transformatorja namestiti tuljavo za dušenje obloka in druge kompenzacijske naprave. Zato je treba ročno vzpostaviti nevtralno točko, tako da je tuljavo za dušenje obloka mogoče priključiti na nevtralno točko, da zmanjšate prekinitveni tok kratkega stika pri ozemljitvi in ​​izboljšate zanesljivost napajanja sistema.

■ Trenutna uporaba doma in v tujini

Ozemljitveni transformator na Kitajskem običajno uporablja ožičenje tipa Z (ali cik-cak ožičenje). Da bi prihranili naložbo in prostor v postaji, se ozemljitvenemu transformatorju običajno doda tretje navitje, ki nadomesti transformator, ki se uporablja za napajanje opreme, ki se uporablja v postaji. V skladu z nacionalnim standardom reaktorja lahko ozemljitveni način ozemljitvenega transformatorja razdelimo na neposredno ozemljitev; Ozemljen je preko reaktorja, upora in tuljave za dušenje obloka. Neposredna ozemljitev na Kitajskem ni bila uporabljena, vendar so nekateri oddelki za raziskave električne energije začeli razpravljati o tem vidiku. Ozemljitveni transformator v tujini običajno sprejme ali povezavo tipa Z, ki se uporablja za 10kV neozemljeni sistem in predstavlja ozemljitveno zaščito distribucijskega omrežja. Ko ima sistem napako na ozemljitvi, ozemljitveni transformator predstavlja visoko impedanco proti toku pozitivnega zaporedja in negativnemu zaporedju ter nizek upor proti toku ničelnega zaporedja, zaradi česar ozemljitvena zaščita deluje zanesljivo.

■ Trifazni ozemljitveni transformator

Trifazni ozemljitveni transformator Ta tip transformatorja uporablja ožičenje tipa Z (ali cikcak ožičenje). Razlika od običajnih transformatorjev je v tem, da je vsaka fazna tuljava razdeljena na dve skupini in navita na magnetni pol te faze v obratni smeri. Prednost te povezave je, da lahko magnetni pretok ničelnega zaporedja teče vzdolž magnetnega pola, medtem ko magnetni pretok ničelnega zaporedja običajnih transformatorjev teče vzdolž magnetnega tokokroga uhajanja. Zato je impedanca ničelnega zaporedja ozemljitvenih transformatorjev tipa Z zelo majhna (približno 10 Ω), medtem ko je impedanca navadnih transformatorjev veliko večja. V skladu s predpisi zmogljivost navadnega transformatorja z obločno tuljavo ne sme presegati 20% zmogljivosti transformatorja. Transformator tipa Z je lahko opremljen s tuljavo za dušenje obloka z zmogljivostjo 90% ~ 100%. Poleg tuljave za dušenje obloka je lahko ozemljitveni transformator opremljen tudi s sekundarno obremenitvijo, ki lahko nadomesti postajni transformator in tako prihrani investicijske stroške.

■ Enofazni ozemljitveni transformator

Enofazni ozemljitveni transformator Enofazni ozemljitveni transformator se v glavnem uporablja za generator z nevtralno točko in nevtralno ozemljitveno upornostno omarico transformatorja Satons za zmanjšanje stroškov in prostornine uporovne omare.

■ Delovne lastnosti

(1) nizka impedanca ničelnega zaporedja za zagotovitev izhoda toka ničelnega zaporedja;

(2) Visoka impedanca vzbujanja za zmanjšanje toka brez obremenitve;

(3) Nizka izguba brez obremenitve za prihranek porabe energije za vsakodnevno delovanje.

■ Način ožičenja

Povezava YNyn

Transformator s tem načinom povezave na splošno uporablja trifazno tristebrno železno jedro, nevtralno točko na visokonapetostni strani pa lahko povežete s tuljavo za dušenje obloka, da dosežete ozemljitev. Ko pa enofazni ozemljeni tok ničelnega zaporedja teče skozi visokonapetostno stransko navitje, ustvarjenega magnetnega potenciala ničelnega zaporedja ni mogoče uravnotežiti s sekundarnim magnetnim potencialom in magnetni pretok ničelnega zaporedja v isti smeri ne more tvoriti zanke v železno jedro s tremi stebri, tako da lahko veliko število magnetnega pretoka ničelnega zaporedja prehaja le skozi objemko, olje in telo rezervoarja za olje, da tvori zaprto zanko, kar povzroči dodatno izgubo v rezervoarju za olje in objemki, kar povzroči lokalno pregrevanje, Izkoriščenost zmogljivosti transformatorja je omejena. Ustrezni predpisi o delovanju kitajskega energetskega sektorja so sprejeli naslednje določbe o delovnem stanju tuljave za dušenje obloka povezave nevtralne točke povezovalnega transformatorja YNyn:

(1) Zmogljivost tuljave za dušenje obloka ne sme presegati 20 % nazivne zmogljivosti transformatorja;

(2) Padec napetosti ničelnega zaporedja, ki ga povzroči tok ničelnega zaporedja, ki teče skozi tuljavo za dušenje obloka v transformatorju, ne sme preseči 10 % nazivne fazne napetosti;

Način povezave povezovalnega transformatorja YNd in tuljave za dušenje obloka XL je značilen po tem, da lahko trikotna povezava na sekundarni strani zagotovi zaprto pot toka ničelnega zaporedja, zato je reaktanca ničelnega zaporedja majhna. Poleg tega, ker je magnetni potencial ničelnega zaporedja primarnega in sekundarnega navitja na vsakem stolpcu jedra uravnotežen, je tudi magnetno uhajanje ničelnega zaporedja majhno. Ko pa je priključno navitje YN zunaj, se dodatni izgubi ničelnega zaporedja, ki nastane v rezervoarju za olje in drugih komponentah, ni mogoče popolnoma izogniti. Ko je povezan s tuljavo za dušenje obloka, bo izkoristek njegove zmogljivosti še vedno omejen. Tuje testne raziskave kažejo, da je dopustni način delovanja YNd priključenega ozemljitvenega transformatorja:

(1) Ko je sekundarna polna obremenitev normalna, zmogljivost tuljave za dušenje obloka, priključene na strani YN, ne sme presegati 50 % nazivne zmogljivosti transformatorja;

(2) Ko je sekundarna obremenitev samo 50 % zmogljivosti transformatorja v običajnem času, je lahko zmogljivost tuljave za dušenje obloka enaka nazivni zmogljivosti transformatorja.

Čeprav lahko sekundarna stran te povezave napaja regionalne obremenitve ali samo transformatorsko postajo, bo njena uporaba zelo omejena, ker je s trikotno povezavo težko hkrati napajati uporabnike hibridne energije in razsvetljave.

YN, odprta povezava d je povezana z obločno tuljavo XL, ki je podobna povezavi YNd. Način povezave odprtega d je mogoče povezati z uporom ali reaktorjem na strani odprtega trikotnika, da prilagodite reaktanco ničelnega zaporedja transformatorja, povezava upora pa lahko tudi zatre feromagnetno resonanco omrežja. Če se uporabi trifazno železno jedro s petimi stolpci, se lahko močno poveča tudi vrednost impedance ničelnega zaporedja in je mogoče celo izpustiti tuljavo za dušenje obloka, vendar je struktura zapletena in stroški se povečajo. Poleg tega sekundarna uporaba povezave odprtega trikotnika ne more zadovoljiti potreb po oskrbi z električno energijo regionalnih obremenitev in električne energije za lastno uporabo, zato se ta metoda ne uporablja široko.

Priključni transformator ZN, yn je povezan z obločno tuljavo XL, ki je običajen način povezave za ozemljitveni transformator. Ker je magnetni potencial ničelnega zaporedja v zgornji in spodnji polovici navitij na istem stolpcu z železnim jedrom metode cik-cak povezave enake velikosti in nasprotne smeri, kar nasprotuje drug drugemu, se tok uhajanja ničelnega zaporedja zmanjša na zelo majhno vrednost , tako da je njegova reaktančna vrednost ničelnega zaporedja zelo majhna, njegova zmogljivost pa je lahko enaka zmogljivosti priključene tuljave za dušenje obloka.

Ozemljitveni transformator, ki se pogosto uporablja doma in v tujini, je v glavnem povezan na ta način. Ker je metoda yn spoja sprejeta na nizkonapetostni strani, lahko hkrati napaja lokalno električno energijo ali električno energijo za lastno uporabo transformatorske postaje. Zmogljivost nizkonapetostne strani je običajno manjša od visokonapetostne strani. V večini primerov je zmogljivost nizkonapetostne strani v območju 80-200 kVA.

Čeprav je lahko nazivna zmogljivost visokonapetostne strani enaka zmogljivosti priključene tuljave za dušenje obloka, bo povezava v obliki črke Z imela 1,15-krat več ovojev kot povezava v obliki črke Y, zato bi morala dejanska zmogljivost ozemljitvenega transformatorja biti 1,15-krat večja od zmogljivosti tuljave za dušenje obloka.

■ Princip delovanja

Shema principa delovanja ozemljitvenega transformatorja v primeru enofazne napake v sistemu je prikazana s skupnim ožičenjem ZNyn. Ko gre ozemljitveni transformator skozi določeno velikost toka ničelnega zaporedja med delovanjem, je tok, ki teče skozi dve enofazni navitji na istem stebru železnega jedra, v nasprotnih smereh in je velikost enaka, tako da je magnetni potencial, ki ga ustvari tok ničelnega zaporedja je ravno nasproten odmiku, tako da je tudi impedanca ničelnega zaporedja zelo majhna.

Ko ozemljitveni transformator odpove, lahko nevtralna točka teče skozi kompenzacijski tok. Zaradi majhne impedance ničelnega zaporedja mora biti pri prehodu toka ničelnega zaporedja ustvarjeni padec napetosti impedance čim manjši, da se zagotovi varnost sistema. Ker ima ozemljitveni transformator značilnosti nizke impedance ničelnega zaporedja, ko pride do enofazne ozemljitvene napake v fazi C, talni tok I faze C teče v nevtralno točko skozi zemljo in se razdeli na tri enake dele, da teče v ozemljitveni transformator. Ker so trifazni tokovi, ki tečejo v ozemljitveni transformator, enaki, ostane premik nevtralne točke N nespremenjen, trifazna omrežna napetost pa ostane simetrična.

Vendar pa v procesu izdelave zavoji in geometrijske dimenzije zgornjega in spodnjega navitja visokonapetostnega navitja ne morejo biti popolnoma enaki, zaradi česar je nemogoče, da bi bil magnetni potencial, ki ga ustvari tok ničelnega zaporedja, natančno zamaknjen v nasprotni smeri. smeri in še vedno ustvarja določeno impedanco ničelnega zaporedja, običajno približno 6-10 Ω. V primerjavi z impedanco ničelnega zaporedja zvezdasto vezanega transformatorja 600 Ω so njegove prednosti očitne. Poleg tega lahko cik-cak ozemljitveni transformator zmanjša tudi tok brez obremenitve in izgubo brez obremenitve. V primerjavi z navadnim zvezdnim povezovalnim transformatorjem je vsako fazno železno jedro cikcakastega povezovalnega transformatorja sestavljeno iz navitij dveh stebrov železnega jedra. Glede na njegov vektorski diagram ga je treba v primerjavi z navadnim zvezdastim transformatorjem pri enaki napetosti naviti 1,16-krat več. Amplituda impedance ničelnega zaporedja in impedance pozitivnega zaporedja mestnega distribucijskega omrežja z enofazno ozemljitvijo pri načinu ozemljitve z uporom nevtralne točke se močno razlikuje. Ko tečejo trifazni tokovi pozitivnega in negativnega zaporedja, je magnetni potencial na vsakem stebru železnega jedra ozemljitvenega transformatorja vsota fazorjev magnetnega potenciala dveh navitij različnih faz na stebru železnega jedra. Magnetni potencial na treh stebrih železnega jedra je skupina trifaznih ravnotežnih količin s fazno razliko 120 °. Ustvarjeni magnetni tok lahko tvori zanko na treh stebrih železnega jedra. Magnetni upor magnetnega vezja je majhen, magnetni pretok je velik in inducirani potencial je velik, kar kaže veliko pozitivno zaporedje in negativno zaporedje impedance; Zato ima ozemljitveni transformator značilnosti velike impedance pozitivnega in negativnega zaporedja ter majhne impedance ničelnega zaporedja.

■ Glavni tehnični parametri

Da bi izpolnili potrebe po kompenzaciji ozemljitve tuljave za dušenje obloka v distribucijskem omrežju ter izpolnili tudi potrebe po moči transformatorske postaje in obremenitvi razsvetljave, je izbran povezovalni transformator tipa Z, glavni parametri ozemljitvenega transformatorja pa morajo biti razumno nastavljeni.

(1) Kapaciteta primarne strani ozemljitvenega transformatorja z nazivno zmogljivostjo se mora ujemati z zmogljivostjo tuljave za dušenje obloka. V skladu s specifikacijo zmogljivosti obstoječe tuljave za dušenje obloka je priporočljivo, da se zmogljivost ozemljitvenega transformatorja nastavi na 1,05-1,15-kratno zmogljivost tuljave za dušenje obloka. Na primer, zmogljivost ozemljitvenega transformatorja, opremljenega z eno tuljavo za dušenje obloka 200 kVA, je 215 kVA.

(2) Skupni tok, ki teče skozi nevtralno točko transformatorja v primeru enofazne napake kompenzacijskega toka nevtralne točke:

Kje:

U omrežna napetost distribucijskega omrežja (V); Zx je impedanca tuljave za dušenje obloka (Ω);

Zd je primarna impedanca ničelnega zaporedja ozemljitvenega transformatorja (Ω/fazo);

Zs je impedanca sistema (Ω);

Trajanje kompenzacijskega toka nevtralne točke mora biti enako kot trajanje tuljave za dušenje obloka, ki mora biti 2 uri, kot je določeno.

(3) Impedanca ničelnega zaporedja Impedanca ničelnega zaporedja je pomemben parameter ozemljitvenega transformatorja, ki ima pomemben vpliv na relejno zaščito za omejevanje enofaznega ozemljitvenega kratkega toka in zatiranje prenapetosti. Za cik-cak (tip Z) in zvezda/odprt trikot povezan ozemljitveni transformator brez sekundarnih tuljav obstaja samo ena impedanca, namreč impedanca ničelnega zaporedja, tako da lahko proizvodni oddelek izpolni zahteve oddelka za napajanje.

(4) Izguba je pomemben parameter delovanja ozemljitvenega transformatorja. Za ozemljitveni transformator s sekundarno tuljavo je njegova izguba v prostem teku lahko enaka kot pri transformatorju z dvojnim navitjem z enako zmogljivostjo. Za izgubo obremenitve, ko je sekundarna stran v delovanju s polno obremenitvijo, je izguba obremenitve primarne strani manjša kot pri transformatorju z dvojnim navitjem z enako zmogljivostjo kot sekundarna stran zaradi majhne obremenitve primarne strani.

(5) V skladu z nacionalnim standardom je dvig temperature ozemljitvenega transformatorja naslednji:

1) Dvig temperature pod nazivnim trajnim tokom mora biti v skladu z določbami nacionalnega standarda za suhe transformatorje splošnih energetskih transformatorjev, vendar se uporablja predvsem za ozemljitvene transformatorje s pogosto obremenitvijo na sekundarni strani;

2) Če je trajanje kratkotrajnega obremenitvenega toka krajše od 10 s (večinoma, ko je nevtralna točka povezana z uporom), mora dvig temperature ustrezati določbam nacionalnega standardnega močnostnega transformatorja o meji dviga temperature pri kratkem stiku pogoji;

3) Dvig temperature ozemljitvenega transformatorja in tuljave za dušenje obloka, ko delujeta skupaj, mora biti v skladu z določbami o dvigu temperature tuljave za dušenje obloka: temperatura navitja, ki neprekinjeno teče skozi nazivni tok, je 80 K, kar velja predvsem za ozemljitveni transformator za povezavo zvezda/odprt trikot; Za navitje z največjim časom pretoka nazivnega toka, ki je določen kot 2 uri, je navedena temperatura 100 K.

• Leto Ustanovitve
  --
• poslovni tip
  --
• Država / regija
  --
• Glavna industrija
  --
• Glavni izdelki
  --
• Podjetniška pravna oseba
  --
• Skupni zaposleni
  --
• Letna proizvodna vrednost
  --
• Izvozni trg
  --
• Sodelovali stranke
  --