Analizo de la Malsagprotektaj Meroj por Distributransformiloj

Analizo de Fulmoprotektaj Mezuroj por Distributransformiloj

Por eviti la eniradon de fulmopulsoj kaj sekurigi la funkciadon de distributransformiloj, ĉi tiu artikolo prezentas aplikindajn fulmoprotektajn mezurojn, kiuj povas efektive plibonorigi ilian rezistadon kontraŭ fulmoj.

1. Fulmoprotektaj Mezuroj por Distributransformiloj

1.1 Instalu pulsoarresterojn sur la alta-voltaga (HV) flanko de la distributransformilo.
Laŭ SDJ7–79 Teknika Kodo pri Projetado de Protekto kontraŭ Suprovoltago por Elektreksplua Ekipaĵo: “Ĝenerale, la alta-voltaga flanko de distributransformilo devus esti protektata per pulsoarresteroj. La terkondukilo de la arrester, la neutra punkto de la malalta-voltaga (MV) spiro, kaj la transformila kuvo devus esti kunligitaj kaj terigitaj.” Tiu konfiguracio estas ankaŭ rekomendata en DL/T620–1997 Protekto kontraŭ Suprovoltago kaj Izolada Harmonio por AC-Elektraj Instalaĵoj, eldonita de la elektreksplua aŭtoritato de Ĉinio.

Tamen, vastaj esploroj kaj praktika sperto montras, ke eĉ kun sola HV-flanka arrester, transformilaj defektoj ankoraŭ okazas sub fulmopulsoj. En tipaj regionoj, la jara defektodensitato estas proksimume 1%; en altfulmoventaj regionoj, ĝi povas atingi ĉirkaŭ 5%; kaj en tre severaj trovortempaj zonoj (ekz., regionoj kun pli ol 100 trovortagoj jare), la jara defektodensitato povas altegiĝi ĝis proksimume 50%. La ĉefa kaŭzo estas antaŭen kaj malantaŭen indikitaj transpasaj suprovoltagoj, kiam fulmopulsoj envadas la HV-spiron.

• Inversa Transforma Suprovoltago:
  Kiam fulmopulso (3–10 kV) envadas la HV-flankon, la arrester disŝargas, kaŭzante grandan impulsmovadaron tra la terrezistancilo, krei voltdesinon. Tiu voltdeso elevegas la potencialon de la MV-neutra punkto. Se la MV-linio estas longa, ĝi agas kiel ondimpedanco al la tero. Konsekvenca, granda impulsmovadaro fluas tra la MV-spiro. Ĉar la tri-faza MV-movadaroj estas egalaj en kvanto kaj direkto, ili generas fortan nul-sekvacan magnetan fluxon, kiu, per la transformila vico-rilatumo, induktas ekstreme altajn transpasajn voltagojn en la HV-spiro. Ĉar la HV-spiro estas stel-konektita kun ne-terigita neutra, ne ekzistas cirkulanta impulsmovadaro en la HV-flanko por kontraŭbilanci la fluxon. Do, la tuta MV-impulsmovadaro funkcias kiel magnetizanta movadaro, produktante altan induktitan voltagon je la HV-neutra fino—kie la izolado estas plej malforta. Aldone, interturnaj kaj interstrataj voltagradientoj signife altegiĝas, riskigante izoladan rompon aliloke. Tiu fenomeno—initiata per HV-flanka pulso, sed induktanta suprovoltagon per MV-elektromagneteka kunligo—nomiĝas inversa transformo.
• Antaŭa Transforma Suprovoltago:
  Kiam fulmopulso eniras per la MV-linio, impulsmovadaro fluas tra la MV-spiro, induktante altan voltagon en la HV-spiro per la vico-rilatumo. Tio dramatike altegas la HV-neutran potencialon kaj pligrandigas interstratan kaj interturnan voltagradienton. Tiu procezo—kie MV-flanka pulso induktas suprovoltagon sur la HV-flanko—nomiĝas antaŭa transformo. Testoj montras, ke kun 10 kV MV-pulso kaj 5 Ω terrezistancilo, la interstrata voltagradiento en la HV-spiro povas superi la transformilan tutondan impulssuprovoltresiston per pli ol 100%, inevite kaŭzante izoladan defekton.

1.2 Instalu konvenajn valvotipajn aŭ metaloksidajn pulsoarresterojn sur la MV-flankon.
En tiu konfiguracio, la terkondukiloj de ambaŭ HV kaj MV-arresteroj, la MV-neutra punkto, kaj la transformila kuvo estas ĉiuj kunligitaj kaj terigitaj (ofte referitaj kiel “kuatropunkta kunigo” aŭ “triiunia terigo”).

Kampdatenoj kaj eksperimentaj studoj konfirmas, ke eĉ por transformiloj kun bona izolado, solaj HV-flankaj arresteroj ne povas eviti damaĝon de antaŭaj aŭ inversaj transformaj suprovoltagoj. HV-arresteroj ne oferas protekton kontraŭ tiuj internegeneritaj transpasaj situacioj. La rezultantaj voltagradientoj inter stratoj kaj vicoj estas proporcionalaj al la nombro de vicoj kaj dependas de la spirgeometrio—damaĝoj povas okazi ĉe la spirkomenco, mezo, aŭ fino, kun la terminala fino estanta plej malforta. Adiciado de MV-flankaj arresteroj efektive limigas ambaŭ antaŭajn kaj inversajn transformajn suprovoltagojn.

1.3 Aparta terigo por HV kaj MV-flankoj.
En tiu propono, la HV-arrester estas aparte terigita, dum la MV-neutra punkto kaj la transformila kuvo estas kunligitaj kaj terigitaj aparte (sen MV-arrester).

Eskerco montras, ke tiu metodo uzas terattenuigon por grandparte elimini inversan transforman suprovoltagon. Por antaŭa transformo, kalkuloj indikas, ke reduktado de la MV-terrezistancilo de 10 Ω al 2.5 Ω povas malaltigi la HV-flankan suprovoltagon proksimume je 40%. Kun propra traktado de la MV-teriga sistemo, la antaŭa transforma suprovoltago povas efektive esti mildigita. Tiu solvo estas simpla kaj kostefika, kvankam ĝi postulas malaltan MV-terrezistancilon, donante al ĝi koniderindan praktikan valoron.

Kompreneble, aliaj mezuroj inkluzivas instalon de balancantaj spiroj sur la transformila kernego por suprimi transformajn suprovoltagojn aŭ enmeti metaloksidajn varistorojn (MOVs) ene de la transformilo.

2. Apliko de Fulmoprotektaj Mezuroj

La analizo supre montras, ke ĉiu protektmetodo havas distingajn karakterizaĵojn. Regionoj devus elekti taŭgajn strategiojn laŭ la lokaj trovortempo-intensitato (mezurita per trovortagoj jare):

• Malbrilumaj areoj (ekz. ebenoj): Nur HV-flanka protektilo sufiĉas pro malalta jara malsukcesa proporcio.
• Moderaj brilumaj areoj: Instalu protektilojn ĉe ambaŭ la HV- kaj LV-flankoj.
• Fortaj brilumaj areoj: Unuopaj mezuroj ofte ne sufiĉas. Oni rekomendas kompletan aliron: HV-protektilo kun sendependa terigado, plusekŝanĝita LV-protektilo, LV-neŭtrala kondukilo, kaj rezervo konektitaj al aparta teriga sistemo.
• Severaj brilumaj zonoj (espece tie, kie la jara malsukcesa proporcio restas alta malgraŭ kompletaj mezuroj): Post teknika kaj ekonomia evaluo, konsideru progresintajn solvojn kiel ekzemple balancantaj vintroj montitaj sur la kernujo (t.e. novtipo de brilumo-resistentaj transformiloj) aŭ interne instalitaj metaloksidaj ŝtokprotektiloj.

3. Konkludo

La brilumo-protektaj metodoj por distribuotransformiloj varias grandegale, kaj la lokaj kondiĉoj diferencas signife inter regionoj. Elektante protektajn programojn laŭ la lokaj kondiĉoj, kaj fortikigante la operacian administradon, utilaj entoj povas esence plibonorigi la brilumo-resistancon kaj fidindon de distribuotransformiloj.