Transformer Aarding & Kabelconcepten Uitleg
Deelname aan de concepten en terminologie van transformatoren
De nulmodusimpedantie van een belasting is oneindig, en de lijnmodusimpedantie is ook zeer groot, ongeveer 100 keer die van de lijnmodusimpedantie van de lijn.
De capaciteit naar de grond van een kabel is 25-50 keer die van een bovengrondse lijn.
De frekwentie van de vrije oscillatie van de tijdelijke capacitaire stroom: 300-1500Hz voor bovengrondse lijnen en 1500-3000Hz voor kabels.
Prestatievereisten voor een externe aardingstransformator: Onder normale energievoorziening van het elektriciteitsnetwerk is de impedantiewaarde uiterst hoog, en stroomt er slechts een miniem magnetiseringsstroom door de windingen; wanneer er een enkelefasige grondfout in het systeem optreedt, presenteert de winding hoge impedantie voor positieve en negatieve sequenties, en lage impedantie voor nulsequenties. De bedradingsschema's van dergelijke transformatoren zijn Y0/Δ of Z-type.
Aangezien de hoogspanningskant van de transformator Z-type bedrading gebruikt, bestaat elke fasewinding uit twee segmenten, die respectievelijk op twee kernkolommen van verschillende fasen zijn geplaatst, en worden de twee segmenten van de spoel met tegengestelde polariteiten verbonden. De nulsequentie magnetische fluxen die door de twee-fase windingen worden gegenereerd, heffen elkaar op, wat resulteert in uiterst lage nulsequentie impedantie en uiterst kleine leegloopverliezen, waardoor 100% van de vermogenscapaciteit van de transformator kan worden benut. Wanneer een dempingsspoel wordt aangesloten op een gewone transformator, mag het vermogen ervan niet meer dan 20% van het vermogen van de transformator overschrijden; terwijl een Z-type transformator kan worden aangesloten met een dempingsspoel met een capaciteit van 90%-100%, wat effectief investeringen kan besparen.
Naast aansluiting met een dempingsspoel kan een aardingstransformator ook secundaire lasten dragen en een stations-transformator vervangen. Wanneer secundaire lasten worden gedragen, moet de primaire capaciteit van de aardingstransformator gelijk zijn aan de som van de capaciteit van de dempingsspoel en de capaciteit van de secundaire last; wanneer geen secundaire lasten worden gedragen, is de capaciteit gelijk aan die van de dempingsspoel.
Het doel van het toevoegen van een dempingsweerstand is om de verplaatsingsspanning UN van het neutraalpunt te beperken tot minder dan 15% van de fase-spanning wanneer er reekswisseling in het systeem optreedt, zodat het normale functioneren van het systeem wordt onderhouden en overspanningen worden voorkomen. Wanneer er een enkelefasige grondfout in het systeem optreedt, stroomt er een grote stroom door het neutraalpunt, en de dempingsweerstand moet op dat moment worden kortgesloten.
Bij gebruik van de parallelle middelste weerstandlijnselectiemethode is een parallelle middelste weerstanddoos vereist, die parallel aan beide einden van de dempingsspoel wordt aangesloten. Wanneer het apparaat bevestigt dat er een permanente enkelefasige grondfout in het systeem optreedt, wordt de middelste weerstand ingeschakeld om actieve stroom in het systeem te injecteren voor lijnselectie, en wordt de weerstand na een korte vertraging afgesneden.
Hoe hoger de dielectrica constante, hoe sterker de geleidbaarheid.
Driefasige transformatoren die in distributiesystemen worden gebruikt, hanteren meestal de Dyn11-aansluiting, die de volgende voordelen heeft: het kan harmonische stromen verminderen, de kwaliteit van de energievoorziening verbeteren, kleine nulsequentie impedantie hebben, de enkelefasige kortsluitstroom kunnen verhogen, en gunstig zijn voor het doorsnijden van enkelefasige grondfouten; het kan de vermogenscapaciteit van de transformator optimaal benutten bij ongelijke driefasige lasten, en tegelijkertijd de verliezen in de transformator verminderen.
De golfimpedantie van de lijn die aan de primaire zijde van de transformator is aangesloten, is meestal enkele honderden ohm, en die van de lijn die aan de laagspanningzijde is aangesloten, is meestal enkele tientallen tot meer dan honderd ohm.
De netfrequentie demping van een normale bovengrondse lijn is ongeveer 3%-5%, die kan toenemen tot 10% wanneer de lijn vochtig is; de netfrequentie demping van een kabellijn is ongeveer 2%-4%, die kan oplopen tot 10% wanneer de isolatie veroudert.
De capaciteit naar de grond per fase van 3-35kV bovengrondse lijnen is 5000-6000pF/km. De capacitaire stroom van bovengrondse lijnen in dubbele circuits op dezelfde paal is Ic=(1.4-1.6)Id (waar Id de capacitaire stroom is van één circuit in de dubbele circuits; de coëfficiënt 1.6 komt overeen met 35kV lijnen, en 1.4 komt overeen met 10kV lijnen).
Voor een resonantie aardpuntsysteem, wanneer er een enkelefasige grondfout optreedt, is de nulsequentie impedantie bijna oneindig, en de resterende stroom bevat geen 3e en gehele veelvouden harmonische stromen, voornamelijk 5e en 7e harmonische stromen.
Volgens de voorschriften mag, wanneer een dempingsspoel is aangesloten op een gewone transformator, het vermogen daarvan niet meer dan 20% van het vermogen van de transformator overschrijden. Een Z-type transformator kan worden aangesloten met een dempingsspoel met een capaciteit van 90%-100%. Naast aansluiting met een dempingsspoel kan een aardingstransformator ook secundaire lasten dragen en een stations-transformator vervangen, waardoor investeringskosten worden bespaard.
Tijdens het functioneren van een aardingstransformator, wanneer een nulsequentiestroom van bepaalde grootte doorloopt, zijn de stromen die door de twee enkelefasige windingen op dezelfde kernkolom stromen tegenovergesteld in richting en gelijk in grootte, zodat de magnetische krachten die door de nulsequentiestroom worden gegenereerd precies tegenovergesteld zijn en elkaar opheffen, wat resulteert in uiterst lage nulsequentie impedantie. Vanwege de lage nulsequentie impedantie van de aardingstransformator, wanneer er een enkelefasige grondfout in fase C optreedt, stroomt de grondstroom I van fase C via de aarde naar het neutraalpunt en wordt deze in drie delen verdeeld in de aardingstransformator; aangezien de driefasige stromen die in de aardingstransformator stromen gelijk zijn, blijft de verschuiving van het neutraalpunt N onveranderd, en blijven de driefasige lijnspanningen symmetrisch.
De harmonische stromen in het nulsequentiecircuit worden voornamelijk veroorzaakt door de niet-lineaire eigenschappen van de transformatorkern. Aangezien de secundaire zijde van transformatoren in China's distributienetwerken meestal delta-aansluiting gebruikt, bevatten er meestal geen 3e en gehele veelvouden hoge harmonische stromen in het nulsequentiecircuit, dus de grondfoutstroom bevat in principe geen deze hoge harmonische componenten, voornamelijk 5e en 7e harmonische componenten, waarvan de grootte zal veranderen met de last.
Voor een enkelefasige grondfout is het equivalente sequentiële netwerk een serieverbinding van positieve, negatieve en nulsequentie netwerken; voor een dubbelefasige grondfout is het equivalente sequentiële netwerk een parallelverbinding van positieve, negatieve en nulsequentie netwerken; voor een dubbelefasige kortsluiting is het equivalente sequentiële netwerk een parallelverbinding van positieve en negatieve sequenties; voor een driefasige kortsluiting bevat het equivalente sequentiële netwerk alleen het positieve sequentiële netwerk.
