Uzlietošanas metodes un zemes transformatoru parametri

Apgriezto transformatoru virpesu konfigurācijas

Apgriezto transformatorus pēc virpju savienojuma var sadalīt divos veidos: ZNyn (zigzag) vai YNd. To nullevaras var savienot ar loka apspiešanas spuldziņu vai apgriezto rezistoru. Pašlaik biežāk izmanto zigzag (Z tipa) apgriezto transformatoru, kas savienots ar loka apspiešanas spuldziņu vai zemu vērtības rezistoru.

1. Z Tipa Apgriezto Transformators
Z tipa apgriezto transformatori ir pieejami gan naftas apļā, gan sauskā izolācijā. No tiem, režģveida ielejums ir sauskās izolācijas tips. Strukturā tas ir līdzīgs standarta trīs fāzes dzelzs tipa enerģijas transformatoram, izņemot, ka katrai fāzei katrā dzelzs ķermenī virpesis ir sadalīts divās vienādās daļās—augšējā un apakšējā. Viens no šiem daļvirpējiem ir savienots pretējā polaritātē ar citās fāzes virpesa beigu daļu.

Divi virpeses daļvirpēji ir ar pretējo polaritāti, veidojot jaunu fāzi zigzag konfigurācijā. Augšējo virpju sākumpunkti—U1, V1, W1—tie ir izvesti un savienoti ar trīs fāžu strāvas pārvades līnijām A, B un C attiecīgi. Apakšējo virpju sākumpunkti—U2, V2, W2—ir savienoti, lai veidotu nullevaru, kas tika savienota ar apgriezto rezistoru vai loka apspiešanas spuldziņu, kā parādīts zīmējumā. Atkarībā no konkrētā savienojuma metodes, Z tipa apgriezto transformatori tiek vēlāk klasificēti kā ZNvn1 un ZNyn11 konfigurācijas.

Z tipa apgriezto transformatori var būt aprīkoti ar zemu spriegumu virpi, parasti savienoti zvaigznē ar uz zemes savienoto nullevaru (yn), ļaujot to izmantot kā stacijas servisa transformatorus.

2. Z Tipa Apgriezto Transformators
Z tipa transformatoru zigzag savienojuma priekšrocības:

1. Vienfāžas īsās slodzes gadījumā apgriezto defektālo strāvas plūsmu aptuveni vienmērīgi sadala trīs fāžu virpesos. Divu virpju magnētiskās jaudas (MMF) katra dzelzs ķermenī ir pretējas virzienā, tāpēc nav dempfēšanas efekta, ļaujot strāvai brīvi plūst no nullevaras uz defektāo līniju.

2. Trīs fāžu virpju bankā ar zigzag savienojumu fāžu spriegumā nav trešā harmoniska komponente, jo trešās harmoniskās ir identiskas lielumā un virzienā kā vektori. Tāpēc, dēļ virpju izkārtojuma, trešās harmoniskās elektromagnētiskās jaudas katrā fāzē atcelas, rezultējot gandrīz sinusoidālam fāžu spriegumam.

Z tipa apgriezto transformatorā abos pusvirpesos uz viena un tā paša dzelzs ķermenī nullesekvenču strāvas plūst pretējos virzienos; tāpēc nullesekvenču reaktance ir ļoti zema, un tā neatbalsta nullesekvenču strāvu. Tā zemas nullesekvenču impedances princips ir šāds: katrais no trim dzelzs ķermenīm apgriezto transformatorā satur divus vienādus virpesus, kuri savienoti ar dažādiem fāžu spriegumiem.

Ja apgriezto transformatora līnijas terminālos tiek piemēroti salīdzināmi trīs fāžu pozitīvās vai negatīvās sekvenču spriegumi, tad katram dzelzs ķermenī MMF ir divu virpju, kas savienoti ar dažādiem fāžiem, vektoru summa. Individuālo dzelzs ķermenī veidojoties MMF ir novietoti 120°, veidojot salīdzināmu trīs fāžu kopumu. Vienfāžais MMF var izveidot magnētisko ceļu visās trim dzelzs ķermenīs, rezultējot zemām magnētiskajām pretestībām, lielam magnētiskajam plūsmam, augstam inducētam EMF un tāpēc ļoti augstai magnetizācijas impedancē.

Tomēr, ja nullesekvenču spriegums tiek piemērots trīs fāžu līnijas terminālos, tad divi virpesi, kas katram dzelzs ķermenī, radīs MMF, kuru lielums ir vienāds, bet virzieni ir pretēji, rezultējot nullejam neto MMF katram ķermenim—tāpēc trīs dzelzs ķermenīs nullesekvenču MMF neeksistē. Nullesekvenču MMF var tikai izveidot savu ceļu caur tanku un apkārtējo vidu, kas rada ļoti augstu magnētisko pretestību; tāpēc nullesekvenču MMF ir ļoti mazs, vedot pie ļoti zemas nullesekvenču impedances.

3.Apgriezto Transformatoru Parametri
Lai apmierinātu loka apspiešanas spuldziņu apgriezto kompensācijas izmantošanas distribūcijas tīklu prasības, kā arī stacijas servisa slodzes enerģijas un apgaismojuma vajadzības, tiek izvēlēti Z savienojuma transformatori, un apgriezto transformatoru galvenie parametri jāievēro.

3.1 Nominaļā Jauda
Apgriezto transformatora primārās puses jauda jāatbilst loka apspiešanas spuldziņa jaudai. Pamatoties uz standarta loka apspiešanas spuldziņa jaudas vērtībām, tiek ieteikts, lai apgriezto transformatora jauda būtu 1,05–1,15 reizes lielāka nekā loka apspiešanas spuldziņa jauda. Piemēram, 200 kVA loka apspiešanas spuldziņam būtu jābūt 215 kVA apgriezto transformatoram.

3.2 Nullevaras Kompensācijas Strāva
Transformatora nullevarā plūstošā kopējā strāva vienfāžas defektā

Šajā formulā:

U ir distribūcijas tīkla līnijas spriegums (V);
Zx ir loka apspiešanas spuldziņa impedancija (Ω);
Zd ir apgriezto transformatora primārā nullesekvenču impedancija (Ω/fāze);
Zs ir sistēmas impedancija (Ω).

Nullevaras kompensācijas strāvas ilgums jābūt tāds pats kā loka apspiešanas spuldziņa nepārtrauktā darba laiks, kas ir noteikts kā 2 stundas.

3.3 Nulās sekvenču impedancija
Nulās sekvenču impedancija ir kritisks parametrs zemes pārveidotājiem un būtiski ietekmē relē aizsardzības iestatījumus, lai ierobežotu vienfazas zemes sāncietus un apkarotu pārspraudes. Zigzag (Z-tipa) zemes pārveidotājiem bez sekundārā vijuma, kā arī tiem ar zvaigznegu/vērtākā trijstūra savienojumiem, ir tikai viena impedancija — nulās sekvenču impedancija, kas ļauj ražotājiem izpildīt elektrosistēmu prasības.

3.4 Zudumi
Zudumi ir svarīgs zemes pārveidotāju veiktspējas parametrs. Zemes pārveidotājiem ar sekundāro vijumu beztiešā zudušana var tikt padarīta ekvivalenta divviju pārveidotājam ar tādu pašu spēju. Attiecībā uz iebrukšanas zudumiem, kad sekundārā puse darbojas pilnā slodze, primārā puse nešķērso relatīvi vieglu slodzi; tādēļ tā iebrukšanas zudumi ir mazāki nekā divviju pārveidotāja ar tādu pašu sekundārās puses spēju.

3.5 Temperatūras pieaugums
Saskaņā ar valsts standartiem zemes pārveidotāju temperatūras pieaugums tiek regulēts šādi:

1. Temperatūras pieaugums nomālajā nepārtrauktajā strāvas stāvoklī jāievēro atbilstoši valsts standarta noteikumiem par vispārējiem enerģijas pārveidotājiem vai sausiem pārveidotājiem. Šis punkts galvenokārt attiecas uz zemes pārveidotājiem, kuru sekundārā puse bieži tiek slodzēta.

2. Ja īslaicīgā slodzes strāva neatkalās ilgāk nekā 10 sekundes (scenārijs, kas parasti notiek, ja neutraļais punkts ir savienots ar reostatu), temperatūras pieaugums jāievēro atbilstoši valsts standarta noteikumiem par enerģijas pārveidotāju temperatūras pieaugumu īslaicīgā slodzes stāvoklī.

3. Ja zemes pārveidotājs darbojas kopā ar loku izdzēšanas spīdoli, tā temperatūras pieaugums jāievēro atbilstoši loku izdzēšanas spīdoles temperatūras pieauguma prasībām:

• Viju, kas nepārtraukti nešķērso nomālo strāvu, temperatūras pieaugums ir ierobežots līdz 80 K. Šis punkts galvenokārt attiecas uz zvaigznegu/vērtākā trijstūra savienojumu zemes pārveidotājiem.

• Viju, kam maksimālais strāvas ilgums ir 2 stundas (kā norādīts nomālajai strāvai), atļautais temperatūras pieaugums ir 100 K. Šis stāvoklis atbilst lielākajai daļai zemes pārveidotāju darbības režīmiem.

• Viju, kam maksimālais strāvas ilgums ir 30 minūtes, atļautais temperatūras pieaugums ir 120 K.

Šie noteikumi balstās uz to, ka viskritiskākajos darbības apstākļos viju karstu punktu temperatūra nepārsniedz 140 °C līdz 160 °C, tādējādi nodrošinot drošu izolācijas darbību un izvairot nopietnu izolācijas dzīves ilguma samazināšanos.