مفهوم ترانسفورماتر و مفاهیم کابل ارضی شرح داده شده
اشتراک مفاهیم و اصطلاحات ترانسفورماتور
ایمپدانس حالت صفر بار نامحدود است و ایمپدانس حالت خط آن نیز بسیار زیاد است، حدوداً ۱۰۰ برابر ایمپدانس حالت خط خطوط.
ظرفیت کابل به زمین ۲۵ تا ۵۰ برابر ظرفیت خطوط هوایی است.
فرکانس نوسان آزاد جریان خازنی موقت: ۳۰۰-۱۵۰۰ هرتز برای خطوط هوایی و ۱۵۰۰-۳۰۰۰ هرتز برای کابلها.
نیازمندیهای عملکردی یک ترانسفورماتور زمینگیر خارجی: در شرایط تأمین عادی برق شبکه، مقادیر ایمپدانس آن بسیار بالاست و تنها جریان مغناطیسسازی بسیار کوچکی از پیچهها میگذرد؛ وقتی که خطا یکفازی زمینی در سیستم رخ دهد، پیچهها ایمپدانس بالایی به دنبالههای مثبت و منفی ارائه میدهند و ایمپدانس پایینی به دنباله صفر. الگوهای اتصال چنین ترانسفورماتورهایی Y0/Δ یا نوع Z هستند.
از آنجا که طرف فشار قوی ترانسفورماتور از الگوی اتصال نوع Z استفاده میکند، هر پیچه فازی از دو بخش تشکیل شده است که به ترتیب در دو ستون هسته فازهای مختلف قرار دارند و دو بخش پیچه با قطبیتهای مخالف به هم متصل میشوند. جریانهای مغناطیسی دنباله صفر تولید شده توسط دو پیچه فازی یکدیگر را خنثی میکنند که منجر به ایمپدانس دنباله صفر بسیار کم و ضریب خالی بسیار کم میشود و امکان استفاده ۱۰۰٪ از ظرفیت ترانسفورماتور فراهم میشود. وقتی که یک کویل خنثیکننده به یک ترانسفورماتور معمولی متصل میشود، ظرفیتش نباید بیش از ۲۰٪ ظرفیت ترانسفورماتور باشد؛ در حالی که یک ترانسفورماتور نوع Z میتواند با یک کویل خنثیکننده با ظرفیت ۹۰٪-۱۰۰٪ متصل شود که میتواند به طور مؤثری سرمایهگذاری را صرفهجویی کند.
به غیر از اتصال با کویل خنثیکننده، یک ترانسفورماتور زمینگیر میتواند بار ثانویه را نیز تحمل کند و جایگزین یک ترانسفورماتور ایستگاه شود. وقتی که بار ثانویه تحمل میشود، ظرفیت اولیه ترانسفورماتور زمینگیر باید مجموع ظرفیت کویل خنثیکننده و ظرفیت بار ثانویه باشد؛ وقتی که بار ثانویه تحمل نمیشود، ظرفیتش برابر با ظرفیت کویل خنثیکننده است.
هدف افزودن مقاومت میرایی این است که ولتاژ جابجایی UN نقطه میانی را در زمان وقوع ه揩体错误 看来在生成过程中发生了意外的中断。让我继续完成剩余部分的翻译： هدف افزودن مقاومت میرایی این است که ولتاژ جابجایی UN نقطه میانی را در زمان وقوع رزونانسری در سیستم به کمتر از ۱۵٪ ولتاژ فاز محدود کند تا عملکرد عادی سیستم حفظ شده و از ولتاژ بیش از حد جلوگیری شود. وقتی که خطا یکفازی زمینی در سیستم رخ دهد، جریان بزرگی از طریق نقطه میانی میگذرد و مقاومت میرایی در این زمان باید کوتاه شود.
هنگام استفاده از روش انتخاب خط با مقاومت موازی متوسط، نیاز به یک جعبه مقاومت موازی متوسط است که در دو طرف کویل خنثیکننده به صورت موازی متصل میشود. وقتی که دستگاه تأیید میکند که خطا یکفازی زمینی دائمی در سیستم رخ داده است، مقاومت متوسط به کار گرفته میشود تا جریان فعال را به سیستم تزریق کند و پس از تأخیر کوتاهی قطع میشود.
هر چه ثابت دی الکتریک بیشتر باشد، هدایتپذیری قویتر است.
ترانسفورماتورهای سهفازی استفاده شده در سیستمهای توزیع بیشتر از الگوی اتصال Dyn11 استفاده میکنند که دارای مزایای زیر است: میتواند جریانهای هارمونیک را کاهش دهد، کیفیت تأمین برق را بهبود بخشد، ایمپدانس دنباله صفر کم دارد، میتواند جریان خطا یکفازی را افزایش دهد و مساعد برای قطع خطا یکفازی زمینی است؛ میتواند ظرفیت ترانسفورماتور را در شرایط بار نامتوازن سهفازی به طور کامل استفاده کند و همزمان ضریب زیان ترانسفورماتور را کاهش دهد.
ایمپدانس موج خط متصل به طرف فشار قوی ترانسفورماتور معمولاً چند صد اهم است و ایمپدانس موج خط متصل به طرف فشار ضعیف معمولاً چند ده تا چند صد اهم است.
نرخ میرایی فرکانس توانی یک خط هوایی عادی حدود ۳٪-۵٪ است که میتواند به ۱۰٪ افزایش یابد وقتی که خط مرطوب باشد؛ نرخ میرایی فرکانس توانی یک خط کابلی حدود ۲٪-۴٪ است که میتواند به ۱۰٪ افزایش یابد وقتی که عایق قدیمی شده باشد.
ظرفیت به زمین هر فاز خطوط هوایی ۳-۳۵kV ۵۰۰۰-۶۰۰۰ pF/km است. جریان خازنی خطوط هوایی دوخطه روی همان میله Ic=(۱.۴-۱.۶)Id (که Id جریان خازنی یک خط در خطوط دوخطه است؛ ضریب ۱.۶ مربوط به خطوط ۳۵kV و ۱.۴ مربوط به خطوط ۱۰kV است).
برای یک سیستم زمینگیر رزونان، وقتی که خطا یکفازی زمینی رخ دهد، از آنجا که ایمپدانس دنباله صفر نزدیک به بینهایت است، جریان باقیمانده شامل جریانهای هارمونیک ۳ و مضربهای صحیح آن نیست، بلکه عمدهاً شامل جریانهای هارمونیک ۵ و ۷ است.
بر اساس مقررات، وقتی که یک کویل خنثیکننده به یک ترانسفورماتور معمولی متصل میشود، ظرفیتش نباید بیش از ۲۰٪ ظرفیت ترانسفورماتور باشد. یک ترانسفورماتور نوع Z میتواند با یک کویل خنثیکننده با ظرفیت ۹۰٪-۱۰۰٪ متصل شود. به غیر از اتصال با کویل خنثیکننده، یک ترانسفورماتور زمینگیر میتواند بار ثانویه را نیز تحمل کند و جایگزین یک ترانسفورماتور ایستگاه شود و بنابراین هزینههای سرمایهگذاری را صرفهجویی کند.
در طول عملکرد یک ترانسفورماتور زمینگیر، وقتی که جریان دنباله صفر با اندازه مشخصی از طریق آن میگذرد، جریانهای عبوری از دو پیچه یکفازی روی همان ستون هسته در جهتهای مخالف و با اندازه یکسان هستند، به طوری که نیروهای مغناطیسی تولید شده توسط جریان دنباله صفر دقیقاً مخالف یکدیگر هستند و یکدیگر را خنثی میکنند، که منجر به ایمپدانس دنباله صفر بسیار کم میشود. از آنجا که ایمپدانس دنباله صفر ترانسفورماتور زمینگیر کم است، وقتی که خطا یکفازی زمینی در فاز C رخ دهد، جریان زمینی I فاز C از طریق زمین به نقطه میانی میرود و به سه بخش مساوی تقسیم میشود و وارد ترانسفورماتور زمینگیر میشود؛ چون جریانهای سهفازی وارد ترانسفورماتور زمینگیر یکسان هستند، جابجایی نقطه میانی N ثابت میماند و ولتاژهای خط سهفازی همچنان متقارن باقی میمانند.
هارمونیکهای موجود در مدار دنباله صفر عمدتاً ناشی از ویژگیهای غیرخطی هسته ترانسفورماتور است. از آنجا که طرف ثانویه ترانسفورماتورهای شبکههای توزیع در چین بیشتر از اتصال مثلثی استفاده میکنند، معمولاً هارمونیکهای ۳ و مضربهای صحیح بالا در مدار دنباله صفر وجود ندارند، بنابراین جریان خطا زمینی به طور کلی شامل این مولفههای هارمونیک بالا نیست، بلکه عمدهاً شامل مولفههای هارمونیک ۵ و ۷ است که اندازه آنها با بار تغییر میکند.
برای خطا یکفازی زمینی، شبکه معادل دنبالهای یک سری اتصال دنبالههای مثبت، منفی و صفر است؛ برای خطا دوفازی زمینی، شبکه معادل دنبالهای یک موازی اتصال دنبالههای مثبت، منفی و صفر است؛ برای خطا دوفازی کوتاه، شبکه معادل دنبالهای یک موازی اتصال دنبالههای مثبت و منفی است؛ برای خطا سهفازی کوتاه، شبکه معادل دنبالهای فقط شامل دنباله مثبت است.
