Жердеген трансформаторлардың қосымша схемалары мен параметрлері

Жерге жолдау трансформаторларының бобиндерінің конфигурациялары

Жерге жолдау трансформаторлары бобиндерінің байланысына қарай екі түрде: ZNyn (жоюлшы) немесе YNd. Олардың нейтральдық нүктелері дуганы бас алу спираліне немесе жерге жолдау сопротивтілеріне байланыстырылады. Азырға қарай, дуганы бас алу спираліне немесе төмен мәнді сопротивтілерге байланыстырылған жоюлшы (Z-түрді) жерге жолдау трансформаторлар көбірек қолданылады.

1. Z-түрді жерге жолдау трансформаторы
Z-түрді жерге жолдау трансформаторлар масаның ішіне орналасқан және жұмсақ диэлектрикалық түрлері бар. Олардың ішінде, смоламен қапталған - жұмсақ диэлектриканың бір түрі. Структуралық түрді, ол стандартты үш фазалы трансформаторға ұқсас, бірақ аралықта әр фазаның бобинасы екі тең пакетке - жоғары және төмен - бөлінеді. Бір пакеттің соңғы бөлігі басқа фазаның бобинасының соңғы бөлігіне теріс полярлық сериялық түрде байланыстырылады. 

Екі бобина пакеттері карама-каршы полярлық, жоюлшы конфигурацияда жаңа фаза құрастырылады. Жоғары бобиналардың бастапқы терезелері - U1, V1, W1 - сәйкесінше үш фазалы алтын ток сызықтары A, B, және C-ге шығарады. Төмен бобиналардың бастапқы терезелері - U2, V2, W2 - біріге байланыстырылып, нейтральдық нүкте құрастырылады, ол соңында жерге жолдау сопротивтілеріне немесе дуганы бас алу спираліне байланыстырылады, суретте көрсетілгендей. Спецификалық байланыс әдісіне қарай, Z-түрді жерге жолдау трансформаторлары ZNvn1 және ZNyn11 конфигурацияларына бөлінеді.

Z-түрді жерге жолдау трансформаторлары төмен напрямдагы бобинаға қосымша болуы мүмкін, адатта құрлықтың иш-ақысына арналған (yn), оларды станциялық қызметтер үшін қолдануға мүмкіндік береді.

2. Z-түрді жерге жолдау трансформаторы
Z-түрді трансформаторлардың жоюлшы байланысының артықшылықтары:

1. Бір фазада қысқа шығыс болғанда, жерге жолдау қате тока үш фазалы бобиналар арасында қатарынша бөлінеді. Аралықтағы екі бобинаның магниттік моменттері (ММФ) бағыттары карама-каршы, сондықтан демпферлену эффекті жоқ, ток қате сызығынан нейтральдық нүкте арқылы свободан өтеді.

2. Фазалы напрямда үшінші гармоникалық компонент жоқ, себебі, жоюлшы байланысты үш-бір-фазалы трансформатор банкінде, үшінші гармоникалар векторларына қатысты әр түрлі үлкендік мен бағытта тең. Бобина құрылымына қарай, әр фазадағы үшінші гармоникалық электромагниттік күштер бір-бірін бас алады, сондықтан фазалы напрям терең синусоидалық болады.

Z-түрді жерге жолдау трансформаторында, бір аралықтағы екі жарты бобинадағы нөлінші ретті токтар карама-каршы бағытта өтеді; сондықтан, нөлінші ретті реактивтік индуктивтік сопротивтілік өте төмен, ол нөлінші ретті токты бас ала алмайды. Нөлінші ретті индуктивтік сопротивтіліктің төмен болуының принципі төмендегідей: жерге жолдау трансформатордың үш аралығында, екі тең пакеттен тұратын бобиналар әр түрлі фазалы напрямдарға байланыстырылады. 

Толық үш фазалы напрямдар жерге жолдау трансформатордың сызықтық терезелеріне қолданылғанда, аралықтағы ММФ әр түрлі фазаларға байланыстырылған екі бобинаның ММФ-терінің векторлық қосындысы болады. Ерекшеліктерінің ММФ-тері әр аралықта 120°-қа созылып, толық үш фазалы жиын құрастырылады. Бір фазалы ММФ үш аралықтағы магниттік контурды жасауға болады, магниттік сопротивтілік төмен, магниттік потенциал өте жоғары, индуцирленген ЭДС жоғары, сондықтан магниттік индуктивтік сопротивтілік өте жоғары болады.

 Бірақ, үш фазалы сызықтық терезелерге нөлінші ретті напрям қолданылғанда, аралықтағы екі бобинаның ММФ-тері үлкендікте тең, бірақ бағыттары карама-каршы, сондықтан аралықтағы нөлінші ретті ММФ-терінің жалпы суммасы нөлге тең—сондықтан, үш аралықта нөлінші ретті ММФ жоқ. Нөлінші ретті ММФ тек балықшық және айналыс құбылыстар арқылы өтуі мүмкін, бұл өте жоғары магниттік сопротивтілік береді; сондықтан, нөлінші ретті ММФ өте төмен, сондықтан нөлінші ретті индуктивтік сопротивтілік өте төмен болады.

3.Жерге жолдау трансформаторларының параметрлері
Дуганы бас алу спиралі арқылы жерге жолдау компенсациясын қолданатын распределительлік желілердің талаптарын, сондай-ақ подстанциялардағы станциялық қызметтер үшін энергия және жарық қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін, Z-байланысты трансформаторлар таңдалады, және жерге жолдау трансформаторларының негізгі параметрлері рационалды түрде қойылады.

3.1 Номиналдық қуаты
Жерге жолдау трансформаторының негізгі жағының қуаты дуганы бас алу спиралінің қуатына сәйкес болуы керек. Стандартты дуганы бас алу спиралінің қуатына қарай, жерге жолдау трансформаторының қуаты дуганы бас алу спиралінің қуатының 1,05–1,15 есе артығына қойылуы ұсынылады. Мысалы, 200 кВА дуганы бас алу спиралі 215 кВА жерге жолдау трансформаторымен жұмыс істейді.

3.2 Нейтральдық нүкте компенсациялық ток
Бір фазада қысқа шығыс уақытында трансформатордың нейтральдық нүктесі арқылы өтетін жалпы ток

Жоғарыда көрсетілген формулада:

U - распределительлік желінің сызықтық напрямі (В);
Zx - дуганы бас алу спиралінің импедансы (Ом);
Zd - жерге жолдау трансформаторының негізгі нөлінші ретті импедансы (Ом/фаза);
Zs - система импедансы (Ом).

Нейтральдық нүкте компенсациялық токтың қолжетімділік уақыты дуганы бас алу спиралінің қолжетімділік уақытына сәйкес болуы керек, ол 2 сағат деп анықталған.

3.3 Нөл-сандық импеданс
Нөл-сандық импеданс - бұл жерге түсіру трансформаторының маңызды параметрі, ол бір фазалық жерге түсіру ағындарын шектеу және ашық напрямдамаларды басу үшін реле қорғау параметрлерінің қатысты етеді. Екінші обмоткасы жоқ Z типті (зигзагты) жерге түсіру трансформаторлары, сондай-ақ жұлдыз/ақырынды трикутник байланыстары бар трансформаторларда, тек бір импеданс - нөл-сандық импеданс - бар, бұл производителдерге энергетикалық талаптарды қанағаттандыруға мүмкіндік береді.

3.4 Жойылуы
Жойылуы - бұл жерге түсіру трансформаторларының маңызды құрылымдық параметрі. Екінші обмоткасы бар жерге түсіру трансформаторлары үшін, бос жүйелік жойылуы бірдей рейтингті екі обмоткалы трансформатормен теңестірілетін болады. Жүк жойылуына келсе, екінші жағы толық жүкпен іске қосылатында, бірінші жағы тиісінше жеңіл жүкпен іске қосылады; сондықтан, оның жүк жойылуы бірдей екінші жағындағы қабілетке ие екі обмоткалы трансформатордан төмен болады.

3.5 Температуралық көтерілу
Ұлттық стандарттар бойынша, жерге түсіру трансформаторларының температуралық көтерілуі төмендегідей регламентталады:

1. Рейтингдік айналыс ағынындағы температуралық көтерілу ұлттық стандарттағы жалпы электр станцияларындағы немесе сүйектісіз трансформаторлардағы ережелерге сай болуы керек. Бұл ереже, екінші жағы тиісінше жүктеп тұратын жерге түсіру трансформаторларға негізінен қолданылады.

2. Кішірек пішімдегі жүк ағыны 10 секундтан аз уақыт ішінде (бұл кезде, нейтраль нүкте диодына қосылатын кездеме) температуралық көтерілу, ұлттық стандарттағы электр станцияларының жартылай жолаушылық шарттарындағы ережелерге сай болуы керек.

3. Жерге түсіру трансформаторы дуганы басу спиралымен бірге іске қосылғанда, оның температуралық көтерілуі дуганы басу спиралының температуралық көтерілуі талаптарына сай болуы керек:

• Рейтингдік ағынмен тұрақты жүктеп тұратын спиралдар үшін, температуралық көтерілу 80 К-ға шектеледі. Бұл ереже, жұлдыз/ақырынды трикутник байланыстары бар жерге түсіру трансформаторларына негізінен қолданылады.

• Ең үлкен ағын уақыты 2 сағат (рейтингдік ағын үшін белгіленген) болғанда, мүмкін температуралық көтерілу 100 К-ға шектеледі. Бұл шарт, көптеген жерге түсіру трансформаторларының іске қосылу режиміне сәйкес келеді.

• Ең үлкен ағын уақыты 30 минут болғанда, мүмкін температуралық көтерілу 120 К-ға шектеледі.

Бұл ережелер, ең қатысты шарттарда спиралдардың жылыс температурасы 140 °C-ден 160 °C-ге дейін жетпейтінін қамтамасыз ету үшін қолданылады, сонымен қатар, айналыс жүйесінің қауіпсіз жұмысын және изоляция өмірінің қатаң төмендетілуін қолдайды.