Wyjaśnienie pojęć dotyczących zaczynania transformatorów i kabli

Podzielenie się pojęciami i terminologią dotyczącą transformatorów

• Impedancja trybu zerowego obciążenia jest nieskończona, a impedancja trybu linii również jest bardzo duża, około 100 razy większa niż impedancja trybu linii linii.

• Pojemność kabla do ziemi wynosi 25-50 razy więcej niż linia nadziemna.

• Częstotliwość swobodnych oscylacji chwilowego prądu pojemnościowego: 300-1500Hz dla linii nadziemnych i 1500-3000Hz dla kabli.

• Wymagania dotyczące wydajności zewnętrznego transformatora ziemnego: w normalnym zasilaniu sieci elektrycznej jego wartość impedancji jest niezwykle wysoka, a przez cewki przepływa tylko niewielki prąd magnesujący; gdy wystąpi jednofazowe uszkodzenie do ziemi, cewka prezentuje wysoką impedancję dla sekwencji dodatniej i ujemnej, a niską dla sekwencji zerowej. Tryby połączeń takich transformatorów to Y0/Δ lub typ Z.

• Ponieważ strona wysokiego napięcia transformatora używa połączenia typu Z, każda fazowa cewka składa się z dwóch segmentów, które są odpowiednio umieszczone na dwóch słupkach rdzenia różnych faz, a dwa segmenty cewki są połączone z odwrotnymi polaryzacjami. Strumienie magnetyczne sekwencji zerowej generowane przez dwufazowe cewki wzajemnie się eliminują, co powoduje niezwykle niską impedancję sekwencji zerowej i niezwykle małą stratę bezobciążeniową, umożliwiając 100% wykorzystanie pojemności transformatora. Gdy do zwykłego transformatora podłączony jest cewnik hamujący, jego pojemność nie może przekroczyć 20% pojemności transformatora; natomiast transformator typu Z może być podłączony z cewnikiem hamującym o pojemności 90%-100%, co efektywnie oszczędza inwestycje.

• Oprócz podłączenia z cewnikiem hamującym, transformator ziemny może również nosić obciążenia wtórne i zastępować transformator stacyjny. Przy nośzeniu obciążeń wtórnych, pierwotna pojemność transformatora ziemnego powinna być sumą pojemności cewnika hamującego i pojemności obciążenia wtórnego; gdy nie niesie obciążeń wtórnych, jego pojemność jest równa pojemności cewnika hamującego.

• Cel dodania rezystora tłumienia polega na ograniczeniu napięcia przemieszczenia UN punktu neutralnego do mniej niż 15% napięcia fazowego, gdy w systemie wystąpi szeregowy rezonans, aby utrzymać prawidłowe działanie systemu i zapobiec przepięciom. Gdy w systemie wystąpi jednofazowe uszkodzenie do ziemi, przez punkt neutralny przepływa duży prąd, a w tym czasie rezystor tłumienia musi być krótkozamknięty.

• Przy użyciu metody wyboru linii z równoległym oporem średniowym wymagana jest skrzynka z równoległym oporem średnim, która jest podłączona równolegle na obu końcach cewnika hamującego. Gdy urządzenie potwierdzi, że w systemie wystąpiło stałe jednofazowe uszkodzenie do ziemi, opór średniowy jest wprowadzany do działania, aby wprowadzić prąd czynny do systemu w celu wyboru linii, a opór jest odłączany po krótkim opóźnieniu.

• Im wyższa stała dielaktryczna, tym silniejsza przewodność.

• Trójfazowe transformatory używane w systemach dystrybucji najczęściej stosują tryb połączenia Dyn11, który ma następujące zalety: może zmniejszyć prąd harmoniczny, poprawić jakość zasilania, ma małą impedancję sekwencji zerowej, może zwiększyć prąd krótkiego zwarcia jednofazowego, sprzyja odcięciu jednofazowych uszkodzeń do ziemi; może pełni wykorzystać pojemność transformatora w warunkach nierównych obciążeń trójfazowych, jednocześnie zmniejszając straty transformatora.

• Falowa impedancja linii podłączonej do strony pierwotnej transformatora zwykle wynosi kilkaset omów, a linii podłączonej do strony niskiego napięcia zazwyczaj kilkadziesiąt do ponad stu omów.

• Tłumienie częstotliwości przemysłowej normalnej linii nadziemnej wynosi około 3%-5%, może wzrosnąć do 10%, gdy linia jest wilgotna; tłumienie częstotliwości przemysłowej linii kablowej wynosi około 2%-4%, może osiągnąć 10%, gdy izolacja jest starożytna.

• Pojemność do ziemi każdej fazy linii nadziemnych 3-35kV wynosi 5000-6000pF/km. Prąd pojemnościowy linii nadziemnych w podwójnej linii na tym samym słupie wynosi Ic=(1.4-1.6)Id (gdzie Id to prąd pojemnościowy jednej linii w podwójnej linii; współczynnik 1.6 odpowiada liniom 35kV, a 1.4 liniom 10kV).

• Dla systemu rezonansowego ziemnego, gdy wystąpi jednofazowe uszkodzenie do ziemi, ponieważ impedancja sekwencji zerowej jest bliska nieskończoności, prąd pozostały nie zawiera 3. i wielokrotności całkowitej prądów harmonicznych, głównie 5. i 7. prądów harmonicznych.

• Zgodnie z przepisami, gdy cewnik hamujący jest podłączony do zwykłego transformatora, jego pojemność nie może przekraczać 20% pojemności transformatora. Transformator typu Z może być podłączony z cewnikiem hamującym o pojemności 90%-100%. Oprócz podłączenia z cewnikiem hamującym, transformator ziemny może również nosić obciążenia wtórne i zastępować transformator stacyjny, co prowadzi do oszczędności kosztów inwestycyjnych.

• Podczas działania transformatora ziemnego, gdy przez niego przepływa określony prąd sekwencji zerowej, prądy przepływające przez dwie jednofazowe cewki na tym samym słupku rdzenia mają przeciwne kierunki i są równe, tak że siły magnetyczne wygenerowane przez prąd sekwencji zerowej dokładnie się eliminują, powodując niezwykle małą impedancję sekwencji zerowej. Dzięki niskiej impedancji sekwencji zerowej transformatora ziemnego, gdy wystąpi jednofazowe uszkodzenie do ziemi fazy C, prąd ziemny I fazy C przepływa do punktu neutralnego przez ziemię i jest równo podzielony na trzy części do transformatora ziemnego; ponieważ trójfazowe prądy przepływające do transformatora ziemnego są równe, przesunięcie punktu neutralnego N pozostaje niezmienione, a trójfazowe napięcia linii nadal pozostają symetryczne.

• Harmoniczne w obwodzie sekwencji zerowej są głównie spowodowane nieliniową charakterystyką rdzenia transformatora. Ponieważ strona wtórna transformatorów w sieciach dystrybucyjnych w Chinach najczęściej stosuje połączenie trójkątne, w obwodzie sekwencji zerowej nie ma zazwyczaj 3. i wielokrotności całkowitych wyższych harmonicznych, więc prąd uszkodzenia do ziemi w zasadzie nie zawiera tych wyższych składowych harmonicznych, głównie 5. i 7. składowe harmoniczne, których wielkość będzie się zmieniać wraz z obciążeniem.

• Dla jednofazowego uszkodzenia do ziemi, równoważna sieć sekwencyjna to szereg połączeń sieci sekwencyjnych dodatnich, ujemnych i zerowych; dla podwójnego uszkodzenia do ziemi, równoważna sieć sekwencyjna to równoległe połączenie sieci sekwencyjnych dodatnich, ujemnych i zerowych; dla podwójnego zwarcia, równoważna sieć sekwencyjna to równoległe połączenie sieci sekwencyjnych dodatnich i ujemnych; dla trójfazowego zwarcia, równoważna sieć sekwencyjna obejmuje tylko sieć sekwencyjną dodatnią.