Conceptes d'Anclatge de Transformadors i Cables Explicats

Compartició de conceptes i terminologia dels transformadors

• La impedància en mode zero d'una càrrega és infinita, i la seva impedància en mode línia també és extremadament gran, aproximadament 100 vegades més gran que la impedància en mode línia de la línia.

• La capacitance a terra d'un cable és 25-50 vegades més gran que la d'una línia aèria.

• La freqüència d'oscil·lació lliure de la corrent capacitiva transitori: 300-1500Hz per a les línies aèries i 1500-3000Hz per als cables.

• Requisits de rendiment per a un transformador de puesta a tierra externa: En el suministro normal de energía de la red, su valor de impedancia es extremadamente alto, y solo fluye una corriente de magnetización mínima a través de los devanados; cuando ocurre un fallo de tierra en una fase en el sistema, los devanados presentan alta impedancia para las secuencias positiva y negativa, y baja impedancia para la secuencia cero. Los modos de conexión de estos transformadores son Y0/Δ o tipo Z.

• Com que el costat d'alta tensió del transformador adopta la connexió Z, cada bobina de fase consta de dos segments, que estan ubicats en dues columnes de nucli de fases diferents, i els dos segments de la bobina estan connectats amb polaritats oposades. Les fluxos de seqüència zero generats pels voltants de les dues fases s'anul·len entre si, resultant en una impedància de seqüència zero extremadament baixa i una pèrdua sense càrrega extremadament petita, permetent l'ús del 100% de la capacitat del transformador. Quan es connecta una bobina de supressió d'arc a un transformador ordinar, la seva capacitat no ha de superar el 20% de la capacitat del transformador; mentre que un transformador Z pot connectar-se amb una bobina de supressió d'arc amb una capacitat del 90%-100%, el que permet economitzar eficientment l'inversió.

• A més de connectar-se amb una bobina de supressió d'arc, un transformador de puesta a tierra també pot portar càrregues secundàries i substituir un transformador de subestació. Quan porta càrregues secundàries, la capacitat primària del transformador de puesta a tierra hauria de ser la suma de la capacitat de la bobina de supressió d'arc i la capacitat de la càrrega secundària; quan no porta càrregues secundàries, la seva capacitat és igual a la de la bobina de supressió d'arc.

• L'objectiu d'afegir una resistència d'amortigament és limitar la tensió de desplaçament UN del punt neutre a menys del 15% de la tensió de fase quan ocorre una ressonància en sèrie al sistema, així com mantenir el funcionament normal del sistema i prevenir sobretensions. Quan ocorre un defecte de terra en una fase al sistema, passa una corrent gran pel punt neutre, i la resistència d'amortigament ha de ser curtejada en aquest moment.

• Quan s'utilitza el mètode de selecció de línies amb resistència mitja en paral·lel, es necessita una caixa de resistència mitja en paral·lel, que es connecta en paral·lel als dos extrems de la bobina de supressió d'arc. Quan el dispositiu confirma que ha ocorregut un defecte de terra en una fase permanent al sistema, s'activa la resistència mitja per injectar corrent actiu al sistema per a la selecció de línies, i la resistència es talla després d'un curt retard.

• Més alt és el constant dielèctric, més forta és la conductivitat.

• Els transformadors trifàsics utilitzats en sistemes de distribució adopten la majoria de vegades el mode de connexió Dyn11, que té les següents avantatges: pot reduir la corrent harmònica, millorar la qualitat de l'abastament, té una impedància de seqüència zero petita, pot augmentar la corrent de curto-circuit monofàsic, i és favorable per a tallar defectes de terra en una fase; pot fer plena utilització de la capacitat del transformador en condicions de càrrega trifàsica desequilibrada, i reduir la pèrdua del transformador alhora.

• La impedància d'ona de la línia connectada al costat primari del transformador és normalment de diverses centenes d'ohms, i la de la línia connectada al costat de baixa tensió és generalment de diverses dezenes a més d'un centenar d'ohms.

• El coeficient d'amortigament a freqüència industrial d'una línia aèria normal és d'aproximadament 3%-5%, que pot augmentar fins a un 10% quan la línia està humida; el coeficient d'amortigament a freqüència industrial d'una línia de cable és d'aproximadament 2%-4%, que pot arribar a un 10% quan l'aïllament està vellut.

• La capacitance a terra per fase de les línies aèries de 3-35kV és de 5000-6000pF/km. La corrent capacitiva de les línies aèries en circuits dobles al mateix sostre és Ic=(1.4-1.6)Id (on Id és la corrent capacitiva d'un circuit en els circuits dobles; el coeficient 1.6 correspon a les línies de 35kV, i 1.4 correspon a les línies de 10kV).

• Per a un sistema de terra resonant al punt neutre, quan ocorre un defecte de terra en una fase, ja que la impedància de seqüència zero és propera a l'infinit, la corrent residual no conté corrents harmòniques de tercer ordre i múltiples enters, principalment corrents harmòniques de cinquè i setè ordre.

• Segons les regulacions, quan es connecta una bobina de supressió d'arc a un transformador ordinar, la seva capacitat no ha de superar el 20% de la capacitat del transformador. Un transformador Z pot connectar-se amb una bobina de supressió d'arc amb una capacitat del 90%-100%. A més de connectar-se amb una bobina de supressió d'arc, un transformador de puesta a tierra també pot portar càrregues secundàries i substituir un transformador de subestació, així economitzant costos d'inversió.

• Durant el funcionament d'un transformador de puesta a tierra, quan passa una corrent de seqüència zero d'una magnitud determinada, les corrents que passen pels dos voltants monofàsics en la mateixa columna de nucli tenen direccions oposades i magnituds iguals, de manera que les forces electromotrices generades per la corrent de seqüència zero són exactament oposades i s'anul·len, resultant en una impedància de seqüència zero extremadament petita. Degut a la baixa impedància de seqüència zero del transformador de puesta a tierra, quan ocorre un defecte de terra en la fase C, la corrent de terra I de la fase C entra al punt neutre a través de la terra i es divideix en tres parts iguals al transformador de puesta a tierra; ja que les corrents trifàsiques que entren al transformador de puesta a tierra són iguals, el desplaçament del punt neutre N roman inalterat, i les tensions de línia trifàsiques encara romanen simètriques.

• Els harmònics en el circuit de seqüència zero es deuen principalment a les característiques no lineals del nucli del transformador. Com que el costat secundari dels transformadors en les xarxes de distribució de Xina adopta la majoria de vegades la connexió delta, generalment no hi ha harmònics de tercer ordre ni multiples enters al circuit de seqüència zero, així que la corrent de defecte de terra bàsicament no conté aquests components harmònics d'ordre superior, principalment components harmònics de cinquè i setè ordre, la magnitud dels quals canviarà amb la càrrega.

• Per a un defecte de terra en una fase, la xarxa de seqüències equivalent és una connexió en sèrie de les xarxes de seqüències positiva, negativa i zero; per a un defecte de terra en dues fases, la xarxa de seqüències equivalent és una connexió en paral·lel de les xarxes de seqüències positiva, negativa i zero; per a un curto-circuit en dues fases, la xarxa de seqüències equivalent és una connexió en paral·lel de les xarxes de seqüències positiva i negativa; per a un curto-circuit trifàsic, la xarxa de seqüències equivalent només inclou la xarxa de seqüència positiva.