Daşqın korunma tədbirlərinin paylanma transformatorları üçün təhlili

Distribusiya Transformatörünün Qəza İtkinliyi Tədbirlərinin Təhlili

Qəza gərginliyinin daxil olmasından qorunmaq və distribusiya transformatorlarının təhlükəsiz işləməsini təmin etmək üçün bu məqalə onların qəzaya davamlılığını effektiv şəkildə artırmağa imkan verən tətbiqi qəza itkinliyi tədbirlərini təqdim edir.

1. Distribusiya Transformatorları üçün Qəza İtkinliyi Tədbirləri

1.1 Distribusiya transformatorunun yüksək gərginlik (HV) tərəfinə gərginlik keçidindən qoruyucular quraşdırın.
SDJ7–79 Elektrik Avadanlıqlarının Gərginlik Artımından Mühafizəsi Dizaynı Üzrə Texniki Qaydalara əsasən: "Distribusiya transformatorunun HV tərəfi ümumiyyətlə gərginlik keçidindən qoruyucularla qorunmalıdır. Qoruyucunun yerə qoşulma naqili, aşağı gərginlik (LV) sarğının neytral nöqtəsi və transformator çəninin hamısı bir-birinə birləşdirilməli və yerə qoşulmalıdır." Bu konfiqurasiya Çinin elektrik enerjisi orqanı tərəfindən yayımlanan DL/T620–1997 Alternativ Cərəyan Elektrik Qurğularında Gərginlik Artımı Mühafizəsi və İzolyasiya Uyğunluğu sənədində də tövsiyə olunur.

Lakin geniş miqyaslı araşdırmalar və sahə təcrübəsi göstərir ki, yalnızca HV tərəfdə qoruyucular olsa belə, qəza gərginliyi şəraitində transformatorda nasazlıqlar hələ də baş verir. Tipik bölgələrdə illik nasazlıq tezliyi təxminən 1%-dir; yüksək qəzalı bölgələrdə bu təxminən 5% olabilir; son dərəcə şiddətli göydənmiş zonalarda (məsələn, ildə 100-dən çox göydənmiş gün olan bölgələr), illik nasazlıq tezliyi təxminən 50%-ə qədər yüksələ bilər. Əsas səbəb qəza gərginliyinin HV sarğısına daxil olması zaman yaranan irəli və geri keçid gərginlikləridir.

• Geri Dönüşümü Keçid Gərginliyi:
  Qəza gərginliyi (3–10 kV) HV tərəfə daxil olduqda, qoruyucu boşalır, bu da torpaq müqaviməti üzərindən böyük impuls cərəyanının axmasına səbəb olur və gərginlik düşgünü yaradır. Bu gərginlik LV neytral nöqtəsinin potensialını artırır. Əgər LV xətti uzunsa, torpağa nisbətən dalğa müqaviməti kimi davranır. Nəticədə böyük impuls cərəyanı LV sarğısı üzərindən keçir. Üçfazalı LV cərəyanları böyüklük və istiqamət baxımından bərabər olduğundan, güclü sıfır ardıcıllıq maqnit axısı yaradırlar, bu da – transformatorun sarğı nisbəti vasitəsilə – HV sarğısında son dərəcə yüksək keçid gərginliyini induksiya edir. HV sarğı ulduz formasında birləşib, neytralı torpağa qoşulmayıbsa, HV tərəfdə impuls cərəyanının balanslaşdırılması üçün dövriyyə cərəyanı mövcud deyil. Beləliklə, bütün LV impuls cərəyanı maqnitləşdirmə cərəyanı kimi çıxış edir və HV neytral ucunda yüksək induksiya gərginliyi yaradır – burada izolyasiya ən həssasdır. Bundan əlavə, tur arasında və təbəqələr arasındakı gərginlik gradientləri əhəmiyyətli dərəcədə artır və digər yerlərdə izolyasiyanın pozulması riski yaranır. Bu hadisə HV tərəfdən gələn impuls ilə başlayır, lakin LV elektromaqnit birləşməsi vasitəsilə gərginliyin artmasına səbəb olur və geri dönüşüm kimi tanınır.
• İrəli Dönüşümü Keçid Gərginliyi:
  Qəza gərginliyi LV xəttindən daxil olduqda, impuls cərəyanı LV sarğısı üzərindən keçir və sarğı nisbəti vasitəsilə HV sarğısında yüksək gərginlik induksiya edir. Bu, HV neytral potensialını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və təbəqələr və turlar arasındakı gərginlik gradientlərini artırır. Bu prosesdə LV tərəfdən gələn impuls HV tərəfdə gərginliyin artmasına səbəb olur və irəli dönüşüm adlanır. Testlər göstərir ki, 10 kV-luq LV impulsu və 5 Ω torpaq müqaviməti ilə HV sarğısında təbəqələr arasındakı gərginlik gradienti transformatorun tam dalğa impuls dayanıqlılıq səviyyəsindən 100%-dən çox keçə bilər ki, bu da izolyasiyanın nasaz olmasına mütləq səbəb olur.

1.2 LV tərəfə konvensiyal valve tipli və ya metal oksid gərginlik keçidindən qoruyucular quraşdırın.
Bu konfiqurasiyada həm HV, həm də LV qoruyucularının torpağa qoşulma naqilləri, LV neytral nöqtəsi və transformator çəni hamısı birləşdirilib torpağa qoşulur (tez-tez "dörd nöqtəli birləşmə" və ya "üç-in-bir torpağa qoşulma" kimi adlandırılır).

Sahə məlumatları və eksperimental tədqiqatlar təsdiq edir ki, yalnızca HV tərəfdə qoruyucular olsa belə, yaxşı izolyasiyaya malik transformatorlar belə irəli və ya geri dönüşüm keçid gərginliklərindən qorunamaz. HV qoruyucular bu daxili yaranmış keçidlərə qarşı heç bir mühafizə təmin etmir. Təbəqələr və turlar üzrə yaranan gərginlik gradientləri tur sayına mütənasibdir və sarğı həndəsəsindən asılıdır – nasazlıqlar sarğının başlanğıcında, ortasında və ya sonunda baş verə bilər, terminal ucu isə ən həssas hissədir. LV tərəfə qoruyucular əlavə etmək irəli və geri dönüşüm keçid gərginliklərini effektiv şəkildə məhdudlaşdırır.

1.3 HV və LV tərəflər üçün ayrı torpağa qoşulma.
Bu yanaşmada HV qoruyucu müstəqil şəkildə torpağa qoşulur, halbuki LV neytralı və transformator çəni birləşdirilib ayrıca torpağa qoşulur (LV qoruyucusuz).

Tədqiqatlar göstərir ki, bu metod torpaq söndürməsindən istifadə edərək geri dönüşüm keçid gərginliyini demək olar ki, aradan qaldırır. İrəli dönüşüm üçün hesablamalar göstərir ki, LV torpaq müqavimətinin 10 Ω-dan 2,5 Ω-a endirilməsi HV tərəfdəki artıq gərginliyi təxminən 40% azalda bilər. LV torpaq sisteminin düzgün şəkildə işlənməsi ilə irəli dönüşüm keçid gərginliyi effektiv şəkildə azaldıla bilər. Bu həll sadə və sərfəlidir, lakin aşağı LV torpaq müqaviməti tələb edir ki, bu da ona praktiki dəyər verir.

Yuxarıdakılardan əlavə, digər tədbirlərə transformator nüvəsinə tarazlıq sarğı qurmaqla keçid gərginliklərini bastırmaq və ya transformatorun daxilinə metal oksid varistorları (MOVs) yerləşdirmək daxildir.

2. Qəza İtkinliyi Tədbirlərinin Tətbiqi

Yuxarıdakı təhlil göstərir ki, hər bir mühafizə metodu fərqli xüsusiyyətlərə malikdir. Bölgələr öz yerli göydənmiş intensivliyinə (ildə göydənmiş günlərlə ölçülür) əsasən uyğun strategiyalar seçməlidir:

• Çətin şəmərdən sahələr (məs., düzlər):İllik arıza nisbətlərinin aşağı olması səbəbindən YB tərəfindəki yeganə qoruyucu kifayətdir.
• Orta şəmərdən sahələr:Hem YB hem də NB tərəflərində qoruyucular quraşdırılmalıdır.
• Şəmərdən çox olan sahələr:Tək tədbirlər adətən kifayətsizdir. Kompleks yanaşma tövsiyə olunur: müstəqil zərərə bağlanan YB qoruyucusu, plus birləşdirilmiş NB qoruyucusu, NB neutralı və mövcud bir ayrı zərər sisteminə bağlanmış rezervuar.
• Çox ciddi şəmərdən zonalar (xüsusən, kompleks tədbirlərə baxmayaraq illik arıza nisbətləri yüksəkdən qaldığında):Texniki və iqtisadi qiymətləndirmədən sonra, məsələn, yanacaqlı balanslayıcı sarımlar (yəni yeni növ şəmərdənə qarşı dayanıklı transformatorlar) və ya daxili quraşdırılmış metal oksitli şəmərdən qoruyucular kimi inkişaf etmiş həllər nəzərə alınmalıdır.

3. Nəticə

Daşınım transformatorları üçün şəmərdən qoruyucu üsulları çox fərqli olur və bölgələr arasında şərait çox fərqlidir. Yerli şəraitə əsasən qoruyucu şəkilləri seçməklə və operasiya idarəetməsinə dəyərləndirmə aparmaqla elektrik şirkətləri daşınım transformatorlarının şəmərdənə qarşı dayanıcılığını və nəzarət edilməsinin keyfiyyətini nəticəvi artırabilir.