변압기 접지 및 케이블 개념 설명

트랜스포머 개념 및 용어 공유

• 부하의 제로 모드 임피던스는 무한대이며, 그 라인 모드 임피던스도 매우 크며, 대략적으로 선의 라인 모드 임피던스의 100배 정도입니다.

• 케이블의 대지에 대한 전용량은 가공선의 25-50배입니다.

• 일시적 전용량 전류의 자유 진동 주파수: 가공선은 300-1500Hz, 케이블은 1500-3000Hz입니다.

• 외부 접지 트랜스포머의 성능 요구사항: 전력망의 정상적인 전력 공급 시, 그 임피던스 값은 매우 높으며, 풍선을 통과하는 자극 전류는 매우 작습니다. 시스템에서 단상 접지 고장이 발생할 때, 풍선은 양성 및 음성 순서에 대해 높은 임피던스를, 제로 순서에 대해서는 낮은 임피던스를 나타냅니다. 이러한 변압기의 배선 모드는 Y0/Δ 또는 Z형입니다.

• 변압기의 고압측이 Z형 배선을 채택하므로 각 상의 풍선은 두 개의 세그먼트로 구성되며, 이들은 서로 다른 상의 두 개의 코어 기둥에 위치하고, 두 세그먼트의 코일은 반대 극성을 가진 상태로 연결됩니다. 두 상의 풍선에서 생성된 제로순자 유도는 서로 상쇄되어, 매우 낮은 제로순자 임피던스와 매우 작은 무부하 손실을 초래하여 변압기 용량의 100% 활용이 가능합니다. 일반 변압기에 소멸 코일을 연결할 때, 그 용량은 변압기 용량의 20%를 초과해서는 안 됩니다. 그러나 Z형 변압기는 90%-100% 용량의 소멸 코일을 연결할 수 있어, 투자를 효과적으로 절약할 수 있습니다.

• 소멸 코일과 연결되는 것 외에도, 접지 변압기는 2차 부하를 운반하고 변전소 변압기를 대체할 수도 있습니다. 2차 부하를 운반할 때, 접지 변압기의 1차 용량은 소멸 코일의 용량과 2차 부하의 용량의 합이어야 합니다. 2차 부하를 운반하지 않을 때, 그 용량은 소멸 코일의 용량과 같습니다.

• 댐핑 저항을 추가하는 목적은 시스템에서 직렬 공진이 발생할 때 중성점의 변위 전압 UN을 위상 전압의 15% 미만으로 제한하여 시스템의 정상 작동을 유지하고 과전압을 방지하는 것입니다. 시스템에서 단상 접지 고장이 발생하면 큰 전류가 중성점을 통과하며, 이때 댐핑 저항은 반드시 단락되어야 합니다.

• 병렬 중간 저항 선 선택 방법을 사용할 때, 병렬 중간 저항 박스가 필요하며, 이는 소멸 코일의 양 끝에 병렬로 연결됩니다. 장치가 시스템에서 영구적인 단상 접지 고장이 발생함을 확인하면, 중간 저항이 작동하여 시스템에 활성 전류를 주입하여 선을 선택하고, 짧은 지연 후 저항이 차단됩니다.

• 유전율이 높을수록 도전성이 강해집니다.

• 배전 시스템에서 사용되는 3상 변압기는 대부분 Dyn11 연결 모드를 채택하며, 다음과 같은 장점이 있습니다: 조화 전류를 줄이고, 전력 공급 품질을 개선하며, 작은 제로순자 임피던스를 가지며, 단상 단락 전류를 증가시키고, 단상 접지 고장을 차단하는 데 유리합니다. 3상 불균형 부하 조건에서도 변압기 용량을 최대한 활용할 수 있으며, 동시에 변압기 손실을 줄입니다.

• 변압기의 일차 측에 연결된 선의 파형 임피던스는 일반적으로 수백 오옴이며, 저압 측에 연결된 선의 파형 임피던스는 일반적으로 수십에서 수백 오옴입니다.

• 정상적인 가공선의 전력 주파수 댐핑률은 약 3%-5%이며, 선이 습기가 있으면 10%까지 증가할 수 있습니다. 케이블 선의 전력 주파수 댐핑률은 약 2%-4%이며, 절연이 노화되면 10%까지 도달할 수 있습니다.

• 3-35kV 가공선의 각 상의 대지 전용량은 5000-6000pF/km입니다. 동일한 폴에 있는 복선 가공선의 전용량 전류는 Ic=(1.4-1.6)Id (여기서 Id는 복선 가공선 중 하나의 회로의 전용량 전류입니다; 1.6의 계수는 35kV 선에 해당하고, 1.4의 계수는 10kV 선에 해당합니다).

• 중성점 공진 접지 시스템에서 단상 접지 고장이 발생할 때, 제로순자 임피던스가 거의 무한대로 가까워지므로 잔류 전류는 3차 및 정수 배수 고조파 전류를 포함하지 않으며, 주로 5차 및 7차 고조파 전류를 포함합니다.

• 규정에 따르면, 일반 변압기에 소멸 코일을 연결할 때, 그 용량은 변압기 용량의 20%를 초과해서는 안 됩니다. Z형 변압기는 90%-100% 용량의 소멸 코일을 연결할 수 있습니다. 또한, 소멸 코일과 연결되는 것 외에도 접지 변압기는 2차 부하를 운반하고 변전소 변압기를 대체하여 투자 비용을 절약할 수 있습니다.

• 접지 변압기의 작동 중, 특정 크기의 제로순자 전류가 통과할 때, 동일한 코어 기둥에 있는 두 개의 단상 풍선을 통과하는 전류는 방향이 반대이고 크기가 같으므로, 제로순자 전류에 의해 생성된 자기력은 정확히 반대 방향으로 서로 상쇄되어, 매우 작은 제로순자 임피던스를 초래합니다. 접지 변압기의 낮은 제로순자 임피던스 때문에 C상에서 단상 접지 고장이 발생할 때, C상의 접지 전류 I가 중성점 N을 통해 지구를 통과하여 접지 변압기에 동등하게 세 부분으로 나누어 흘러들어갑니다. 접지 변압기에 흘러 들어가는 3상 전류가 동등하므로, 중성점 N의 변위는 변경되지 않고, 3상 선 전압은 여전히 대칭을 유지합니다.

• 제로순자 회로의 고조파는 주로 변압기 코어의 비선형 특성에 의해 발생합니다. 중국의 배전망에서 변압기의 2차 측은 대부분 델타 연결을 채택하므로, 제로순자 회로에는 일반적으로 3차 및 정수 배수 고차 고조파가 없으며, 따라서 접지 고장 전류는 이러한 고차 고조파 성분을 거의 포함하지 않으며, 주로 5차 및 7차 고조파 성분을 포함하며, 그 크기는 부하에 따라 변합니다.

• 단상 접지 고장의 경우, 등가 순서 네트워크는 양성, 음성, 제로 순서 네트워크의 직렬 연결입니다. 2상 접지 고장의 경우, 등가 순서 네트워크는 양성, 음성, 제로 순서 네트워크의 병렬 연결입니다. 2상 단락의 경우, 등가 순서 네트워크는 양성 및 음성 순서 네트워크의 병렬 연결입니다. 3상 단락의 경우, 등가 순서 네트워크는 양성 순서 네트워크만 포함합니다.