Заземляушы трансформер мен ескертулік трансформер арасындағы айырмашылықтар не?

Жердеу трансформаторы деген не?

Жердеу трансформаторы, көтеріңкені "жердеу трансформаторы", айналып жүретін затқа байланысты майлақшылықты және сұйық түрлеріне бөлінеді; фазалар санына байланысты үшфазалы және бірфазалы жердеу трансформаторларға бөлінеді.

Жердеу трансформаторлар мен кеңеске түскен трансформаторлардың айырмашылығы

Жердеу трансформаторының мақсаты - система үшбұрыш (Δ) немесе звезда (Y) конфигурациясында және қолданыста болмаған нейтраль нүктесі бар кезде, дуга жою спиралі немесе өндіргішке қосылатын жалған нейтраль нүктені жасау. Осы трансформаторлар зигзаг (немесе "Z-түрді") витковдық байланыстарды қолданады. Кеңеске түскен трансформаторлардан негізгі айырмашылығы - әр фазаның витковы екі топқа бөлінеді, олар бір магниттік ядро бойында қарама-қарсы бағытта айналған. Бұл дизайн нөлдік реттік магниттік потокты магниттік ядро бойынша өтуге мүмкіндік береді, ал кеңеске түскен трансформаторларда нөлдік реттік поток сиыртылған жолдар бойынша өтеді.

Сондықтан, Z-түрді жердеу трансформаторының нөлдік реттік инпедансы өте төмен (болжамды 10 Ω), ал кеңеске түскен трансформатордың инпедансы өте жоғары. Техникалық ережелер бойынша, дуга жою спиралін кеңеске түскен трансформатор арқылы қосқанда, спиралдың қабілеті трансформатордың рейтингді қабілетінен 20% -ден асмауы керек. Сол сияқты, Z-түрді трансформатор өзінің қабілетінің 90% - 100% -ін дуга жою спиралімен қамтамасыз етуге болады. Енді, жердеу трансформаторлар екінші деңгейдегі жүкті қамтамасыз ету және станциялық трансформатор ретінде қызмет етуі мүмкін, бұл инвестицияларды қысуға мүмкіндік береді.

Жердеу трансформаторлардың құрылым принципі

Жердеу трансформаторы нейтраль нүктені қолданыста болмаған өндіргішпен жасайды, ол адатта өте төмен өндіргішке ие (мүмкіндігінше 5 омнан аз болуы қажет). Сондай-ақ, электромагниттік қасиеттеріне байланысты, жердеу трансформаторы оң және теріс реттік ағымдарға қарағанда жоғары инпеданс көрсетеді, витковда тек кішкентай стимулдау ағымы ғана өтеді. Аралық магниттік ядродағы екі витко бөлігі қарама-қарсы бағытта айналған. Бірдей нөлдік реттік ағымдар бірдей аяқта өткенде, олар өте төмен инпеданс көрсетеді, бұл өте аз вольттық төмендетуді әкеледі.

Жердеу қате уақытында, витколар оң-, теріс- және нөлдік реттік ағымдарды өткізеді. Витко оң- және теріс реттік ағымдарға қарағанда жоғары инпеданс көрсетеді, бірақ нөлдік реттік ағымға қарағанда төмен инпеданс көрсетеді, себебі бір фазадағы екі витко қарама-қарсы полярлық байланысқа қатысады - олардың индуцирленген электромоторлық күштері өлшемінде тең, бірақ бағыттары қарама-қарсы, сондықтан бір-бірін бас тартады.

Көптеген жердеу трансформаторлар ғана нейтраль нүктені қамтамасыз ету үшін қолданылады және екінші деңгейдегі жүк берілмейді; сондықтан, олардың көпшілігі екінші деңгейдегі виткосыз жасалған. Нормалды жүйе қызметінде, жердеу трансформаторы өте аз жүкпен қызмет етеді. Бірақ қате уақытында, ол қысқа уақыт ішінде ғана қате ағымын өткізеді. Төмен өндіргішті жердеу жүйесінде, бір фазадағы жердеу қате пайда болғанда, өте сезімтал нөлдік реттік қорғау қатты жылдам қате жолды анықтап, қате жолды қысқа уақыт ішінде жоюға қолданылады.

Жердеу трансформаторы ғана қате пайда болған және жолдың нөлдік реттік қорғауының қызметі аралығында қызмет етеді. Бұл уақыт ішінде, нөлдік реттік ағым нейтраль жердеу өндіргіші арқылы және жердеу трансформаторы арқылы өтеді, формула бойынша: IR = U / R₁, мұнда U - жүйенің фазалық напряжениесы, ал R₁ - нейтраль жердеу өндіргішінің өндіргіштігі.

Жердеу дугасын надірлей өшіріп алғандағы қауіптер

• Бір фазадағы жердеу дугасының қатарлы өшіру және қайта жүктеп шығуы нөлдік реттік ағым арқылы жоғары вольттық өсулерді пайда етеді, олардың амплитудасы 4U-ға (мұнда U - фазалық напряжениесының максимумы) же одан да жоғары болып, ұзақ уақыт ішінде қалып тұрады. Бұл электр техниканың изоляциясына өте қатаң қауіп тудырады, слабо изолированные участки құлауына және зиянды жоюға әкеледі.

• Тұрақты дуга ионизацияланған ауа қорытуын бас тартады, оның изоляциялық қасиеттерін төмендетеді және фазалардың арасында қысқа жол пайда болуының ықтималдығын арттырады.

• Феррорезонансиялық жоғары вольттық өсулер пайда болуы мүмкін, олар өте оңай вольтметрлер мен грозозащитные устройстваларды жоюға әкеледі - мүмкіндігінше грозозащитные устройствалардың патуына әкеледі. Бұл нәтижелер өте қатаң қауіп тудырады, олар жүйенің техниканың изоляциялық бірлігін және бүкіл энергетикалық жүйенің қауіпсіздігін қауіпке аспайды.

Оң-, теріс- және нөлдік реттік ағымдар деген не?

• Теріс реттік ағым: Фаза А Фаза B-ден 120° қалып калады, Фаза B Фаза C-ден 120° қалып калады, Фаза C Фаза A-дан 120° қалып калады.

• Оң реттік ағым: Фаза А Фаза B-ден 120° артады, Фаза B Фаза C-ден 120° артады, Фаза C Фаза A-дан 120° артады.

• Нөлдік реттік ағым: Барлық үш фаза (A, B, C) фазада - біреуі басқасынан өтуі немесе қалып калуы жоқ.

Үшфазалы қысқа жол қателерінде және нормалды қызметте, жүйеде ғана оң реттік компоненттер бар.
Бір фазадағы жердеу қателерінде, жүйеде оң-, теріс- және нөлдік реттік компоненттер бар.
Екі фазадағы қысқа жол қателерінде, жүйеде оң- және теріс реттік компоненттер бар.
Екі фазадағы жердеу қысқа жол қателерінде, жүйеде оң-, теріс- және нөлдік реттік компоненттер бар.

Жердеу трансформаторлардың қызмет ету қасиеттері

Жерге жалғау трансформаторы қалыпты желі жұмысы кезінде жүктеме жоқ жағдайда жұмыс істейді және ақау болған кезде қысқа мерзімді артық жүктемеге түседі. Қорытындылай келе, жерге жалғау трансформаторының функциясы жерге жалғау резисторын қосу үшін жасанды түрде бейтарап нүкте жасау болып табылады. Жерге тұйықталу ақауы кезінде ол оң және теріс тізбекті токтарға қарсы жоғары импедансты, ал нөлдік тізбекті токқа қарсы төменгі импедансты көрсетеді, бұл жерге тұйықталу ақауын қорғаудың сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Айдау басылатын катушкалық жүйелер арқылы бейтарапты жерге жалғау

Жабдықтың изоляциясы нашар болғандықтан, сыртқы зақымданулар, оператордың қатесі, ішкі асқын кернеу немесе басқа себептерге байланысты желіде уақытша бір фазалық жерге тұйықталу ақауы пайда болған кезде, жерге тұйықталу тогы сыйымдылықты токқа қарама-қарсы бағытталған индуктивті ток ретінде айдау басылатын катушка арқылы өтеді. Бұл ақау нүктесіндегі токты өте аз мәнге дейін немесе тіпті нөлге дейін төмендетуге мүмкіндік береді, сондықтан доға өшіп, байланысты қауіп-қатерлер жойылады. Ақау релелік қорғауды немесе автоматтық қосқыштың жұмыс істеуін іске қоспай-ақ өздігінен жойылады, бұл электрмен жабдықтандырудың сенімділігін едәуір арттырады.

Үш компенсациялық жұмыс режимі

Үш түрлі компенсациялық жұмыс режимі бар: компенсацияның төмендеуі, толық компенсация және компенсацияның артықтығы.

• Компенсацияның төмендеуі: Компенсациядан кейінгі индуктивті ток сыйымдылықты токтан аз болады.

• Компенсацияның артықтығы: Компенсациядан кейінгі индуктивті ток сыйымдылықты токтан артық болады.

• Толық компенсация: Компенсациядан кейінгі индуктивті ток сыйымдылықты токқа тең болады.

Айдау басылатын катушкалық жүйелер арқылы бейтарапты жерге жалғауда қолданылатын компенсациялық режим

Айдау басылатын катушкамен бейтарапты жерге жалғау жүйелерінде толық компенсациядан қатаң тыйым салынады. Жүйенің тепе-теңдік бұзылу кернеуінің шамасына қарамастан, толық компенсация тізбекті резонанс тудыруы мүмкін, бұл айдау басылатын катушкаға қауіпті деңгейде жоғары кернеуді түсіруге әкеледі. Сондықтан практикада компенсацияның артықтығы немесе төмендеуі қабылданады, ал олардың ішінде ең жиі қолданылатыны — компенсацияның артықтығы.

Компенсацияның артықтығын қабылдаудың негізгі себептері

Компенсацияның төмендеуі бар жүйелерде ақау кезінде жоғары асқын кернеулер пайда болуы мүмкін. Мысалы, ақау немесе басқа себептерге байланысты желінің бір бөлігі ажыратылса, компенсацияның төмендеуі бар жүйе толық компенсацияға жақындап, тізбекті резонанс тудырып, өте жоғары бейтарап орын ауыстыру кернеуі мен асқын кернеуді туғызуы мүмкін. Компенсацияның төмендеуі қолданылатын шама жағдайда изоляцияның бүтіндігіне қауіп төндіретін бейтараптың үлкен орын ауыстыруы да болады — бұл кемшілік компенсацияның төмендеуі қолданылатын шама жағдайда болдырмауға болмайды.

Компенсацияның төмендеуі бар жүйе үлкен үш фазалық тепе-теңдік бұзылуымен қалыпты жұмыс істеп тұрған кезде өте жоғары феррорезонансты асқын кернеулер пайда болуы мүмкін. Бұл құбылыс компенсацияның төмендеуі бар айдау басылатын катушка (мұнда ωL > 1/(3ωC₀)) мен желі сыйымдылығы (3C₀) арасындағы ферромагнитті резонанстан туындайды. Мұндай резонанс компенсацияның артықтығы кезінде болмайды.

Электр жүйелері үздіксіз кеңейіп отырады және желінің жерге сыйымдылығы сәйкесінше артады. Компенсацияның артықтығы кезінде бастапқы орнатылған айдау басылатын катушка белгілі бір уақыт бойы қызмет ете алады — тіпті ол соңында компенсацияның төмендеуіне қарай ығысса да. Алайда, егер жүйе компенсацияның төмендеуінен басталса, кез келген кеңейту тез арада қосымша компенсациялық қуатты талап етеді.

Компенсацияның артықтығы кезінде ақау нүктесі арқылы өтетін ток индуктивті болады. Доға өшкеннен кейін ақауға ұшыраған фазаның кернеуінің қалпына келу жылдамдығы баяу болады, бұл доғаның қайта тұтатынуының болмауына ықпал етеді.

Компенсацияның артықтығы кезінде жүйе жиілігінің төмендеуі тек уақытша компенсацияның артықтығын арттырады, бұл қалыпты жұмыс істеу кезінде мәселеге әкелмейді. Керісінше, компенсацияның төмендеуі жиіліктің төмендеуімен қосылса, жүйе толық компенсацияға жақындап, бейтарап орын ауыстыру кернеуінің артуына әкелуі мүмкін.

Қорытынды

Жерге жалғау трансформаторы сонымен қатар станцияның қызметтік трансформаторы ретінде де жұмыс істейді, 35 кВ кернеуді 380 В төменгі кернеуге дейін түсіреді және аккумуляторды зарядтау, SVG желдеткішінің қуаты, техникалық жарықтандыру және жалпы станцияның қосалқы жүктемелері үшін қуат береді.

Қазіргі заманғы электр желілерінде кабельдер кеңінен ашық желілердің орнын басуда. Кабельді желілердің бір фазалық сыйымдылықты жерге тұйықталу тогы ашық желілерден әлдеқайда үлкен болғандықтан, айдау басылатын катушкалар арқылы бейтарапты жерге жалғау жиі ақау доғасын өшіре алмайды және қауіпті резонансты асқын кернеуді баса алмайды. Сондықтан біздің трансформаторлық подстанциясымыз төменгі кедергілі бейтарапты жерге жалғау схемасын қабылдады. Бұл тәсіл қатты жерге жалғанған бейтарапты жүйелерге ұқсас және автоматтық қосқыштардың жұмыс істеуі үшін жұмыс істейтін бір фазалық жерге тұйықталу қорғауын орнатуды талап етеді. Бір фазалық жерге тұйықталу ақауы пайда болған кезде, ақауға ұшыраған желі тез арада ажыратылады.