რა შეცვლილია ბრყნების დაცვის ზომები H61 დისტრიბუციული ტრანსფორმატორებისთვის?

რა უზრუნველყოფის მეთოდები გამოიყენება H61 დისტრიბუციული ტრანსფორმატორებისთვის შტორმის დაცვისთვის?

H61 დისტრიბუციული ტრანსფორმატორის მაღალწინააღმდეგობის მხარეზე უნდა დადგინდეს შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგო. SDJ7–79 "ტექნიკური კოდი ელექტროტექნიკის აღჭურვილობის შტორმის დაცვის დიზაინისთვის" საფუძველზე, H61 დისტრიბუციული ტრანსფორმატორის მაღალწინააღმდეგობის მხარე ჩვეულებრივ უნდა დაიცვას შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოთ. შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოს დამატებით, ტრანსფორმატორის დაბალწინააღმდეგობის მხარეს ნეიტრალური წერტილი და ტრანსფორმატორის მეტალური სარდაფი უნდა დაეთანხმოთ ერთმანეთს და დაიცვას ერთი საერთო წერტილი. ეს მეთოდი ასევე რეკომენდებულია DL/T620–1997 "შტორმის დაცვა და იზოლაციის კოორდინაცია ა.კ. ელექტროინსტალაციებისთვის", რომელიც გამოიცა წინა ელექტროენერგეტიკის სამინისტროს მიერ.

თუმცა, ფართო კვლევები და ოპერაციული გამოცდილება აჩვენებს, რომ შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოების დასაყრევად მხოლოდ მაღალწინააღმდეგობის მხარეზე, ტრანსფორმატორის დაზიანება ჯერად ხდება შტორმის იმპულსის პირობებში. ზოგადად, წლიური შეცდომის ახალი რაოდენობა არის დაახლოებით 1%; მაღალ-შტორმის რეგიონებში, ის შეიძლება მიაღწიოს 5%-მდე; ხოლო საერთოდ მაღალ შტორმის რეგიონებში, სადაც წლიურად არის მეტი 100 შტორმის დღე, წლიური შეცდომის ახალი რაოდენობა შეიძლება მიაღწიოს 50%-მდე. ძირითადი მიზეზია შტორმის იმპულსების შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოში შესაძლოა შტორმის იმპულსები დაიცვას მაღალწინააღმდეგობის დარბაზში და შეიძლება შექმნას ისეთი რეგიონები, როგორიცაა წინა და უკან გარდაქმნის შტორმის დაცვის დარბაზი. ამ შტორმის დაცვის დარბაზების მექანიზმებია შემდეგი:

1. უკან გარდაქმნის შტორმის დაცვა
როდესაც შტორმის იმპულსი შედის 3–10 kV მაღალწინააღმდეგობის მხარედან და გამოიწვევს შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოს მუშაობას, დიდი იმპულსიური დენი დინებს დამატებითი წინააღმდეგობის მეშვეობით, ქმნის ვოლტაჟის დარჩენას. ეს ვოლტაჟის დარჩენა გამოჩნდება დაბალწინააღმდეგობის დარბაზის ნეიტრალურ წერტილზე, რითაც არის მისი პოტენციალის ამაღლება. თუ დაბალწინააღმდეგობის ხაზი შესაძლოა შეიქმნას დიდი იმპულსიური დენი დაბალწინააღმდეგობის დარბაზში. სამი ფაზის იმპულსიური დენები არის ტოლი ზომით და მიმართულებით, რითაც შეიქმნება ძლიერი ნულოვანი თანმიმდევრობის მაგნიტუდი.

 ეს მაგნიტუდი იწვევს ძალიან მაღალ იმპულსიურ ვოლტაჟს მაღალწინააღმდეგობის დარბაზში ტრანსფორმატორის დარბაზის შეფარდებით. ეს სამი ფაზის ინდუცირებული იმპულსიური ვოლტაჟები არის ტოლი ზომით და მიმართულებით. რადგან მაღალწინააღმდეგობის დარბაზი ჩვეულებრივ დაკავშირებულია ვარსკვლავის კონფიგურაციით და არადამართული ნეიტრალური წერტილი, მიgrézé მაღალი იმპულსიური ვოლტაჟები დაუშვებელია, მაგრამ შესაბამისი იმპულსიური დენი არ დინებს მაღალწინააღმდეგობის დარბაზში მაგნიტუდის მაგნიტუდის საწინააღმდეგოდ. ამიტომ, დაბალწინააღმდეგობის დარბაზის მთლიანი იმპულსიური დენი მუშაობს როგორც მაგნიტუდის დენი, რომელიც ქმნის ძლიერ ნულოვან მაგნიტუდს და ინდუცირებს ძალიან მაღალ პოტენციალს მაღალწინააღმდეგობის მხარეს. 

რადგან მაღალწინააღმდეგობის ტერმინალის პოტენციალი დაფიქსირებულია შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოს ნაშთით ვოლტაჟით, ეს ინდუცირებული პოტენციალი გადაიყვანება დარბაზში, მისი მაქსიმალური მნიშვნელობა ნეიტრალური წერტილის მხარეს. შესაბამისად, ნეიტრალური წერტილის იზოლაცია მარტივად დაიცვას. ასევე, შრიფტებს და მოთავსებებს შორის ვოლტაჟის გრადიენტები დრასტიულად იზრდება, რითაც შეიძლება დაიცვას იზოლაცია სხვა ადგილებში. ეს ტიპის შტორმის დაცვა წყდება მაღალწინააღმდეგობის მხარედან შტორმის იმპულსის შესაბამისად და ელექტრომაგნიტურად უკან დაიკავშირება მაღალწინააღმდეგობის დარბაზში დაბალწინააღმდეგობის დარბაზის მეშვეობით—ეს ჩვეულებრივ ცნობილია როგორც "უკან გარდაქმნის შტორმის დაცვა."

2. წინ გარდაქმნის შტორმის დაცვა
წინ გარდაქმნის შტორმის დაცვა ხდება როდესაც შტორმის იმპულსი შედის დაბალწინააღმდეგობის ხაზით. იმპულსიური დენი დინებს დაბალწინააღმდეგობის დარბაზში, რითაც ინდუცირებს ვოლტაჟს მაღალწინააღმდეგობის დარბაზში ტრანსფორმატორის დარბაზის შეფარდებით, რითაც ძალიან ამაღლებს მაღალწინააღმდეგობის ნეიტრალური წერტილის პოტენციალს. ეს ასევე იზრდება შრიფტებს და მოთავსებებს შორის ვოლტაჟის გრადიენტები. ეს პროცესი, რომელში დაბალწინააღმდეგობის მხარედან შტორმის იმპულსი ინდუცირებს შტორმის დაცვას მაღალწინააღმდეგობის მხარეს, ჩვეულებრივ ცნობილია როგორც "წინ გარდაქმნის შტორმის დაცვა." ტესტები ჩვენია, რომ როდესაც 10 kV იმპულსი შედის დაბალწინააღმდეგობის მხარედან და დამატებითი წინააღმდეგობა არის 5 Ω, შრიფტებს შორის ვოლტაჟის გრადიენტი მაღალწინააღმდეგობის დარბაზში შეიძლება გადაემართოს შრიფტებს შორის იზოლაციის სრული ტალის იმპულსიური დამატებითი წინააღმდეგობის ძალის 100% ზე, რითაც აუცილებლად იზრდება იზოლაციის დახურვა.

ამიტომ, ჩვეულებრივი დაზარალების მოწინააღმდეგოები ან მეტალური ოქსიდის შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოები უნდა დადგინდეს დაბალწინააღმდეგობის მხარეზე H61 დისტრიბუციული ტრანსფორმატორისთვის. ამ დაცვის სქემაში, მაღალწინააღმდეგობის და დაბალწინააღმდეგობის შტორმის დაცვის მოწინააღმდეგოების, დაბალწინააღმდეგობის ნეიტრალური წერტილის და ტრანსფორმატორის მეტალური სარდაფის დამატებითი წინააღმდეგობები უნდა დაეთანხმოთ ერთმანეთს და დაიცვას ერთი საერთო წერტილი (ასევე ცნობილია როგორც "ოთხი წერტილის დაკავშირება" ან "სამი ერთში დაკავშირება").

ოპერაციული გამოცდილება და ექსპერIMENTAL studies show that even for distribution transformers with good insulation, lightning-induced failures due to forward and reverse transformation overvoltages still occur when arresters are installed only on the high-voltage side. This is because high-voltage-side arresters cannot suppress forward or reverse transformation overvoltages. The interlayer voltage gradient under these overvoltages is proportional to the number of turns and depends on winding distribution; insulation breakdown can occur at the winding’s beginning, middle, or end—but the end is most vulnerable. Installing arresters on the low-voltage side can effectively limit both forward and reverse transformation overvoltages to a safe range.

Another protection method is separate grounding for high- and low-voltage sides. In this configuration, the high-voltage arrester is grounded independently, no arrester is installed on the low-voltage side, and the low-voltage neutral point and transformer casing are bonded together and grounded separately from the high-voltage grounding system.

This method leverages the earth’s attenuation effect on lightning waves to essentially eliminate reverse transformation overvoltage. Regarding forward transformation overvoltage, calculations show that reducing the low-voltage grounding resistance from 10 Ω to 2.5 Ω can lower the high-voltage forward transformation overvoltage by approximately 40%. With proper treatment of the low-voltage grounding electrode, forward transformation overvoltage can be eliminated entirely.

ეს დაცვის სქემა არის უბრალო და ეკონომიკური, თუმცა ის წარმოადგენს უფრო მაღალი მოთხოვნებს დაბალი შემდეგი დარტყმის მიმართ, რითაც აძლევს მას გავრცელების პრაქტიკულ მნიშვნელობას.

ზემოთ მოყვანილი მეთოდების გარდა, დისტრიბუციული ტრანსფორმატორების შესახებ სხვა შეცემის დაცვის ზომები შეიძლება იყოს ტრანსფორმატორის ბურთულაზე ბალანსირების სამკურნალო დაყენება, რათა ჩაამწიროს წინა და უკან ტრანსფორმაციის ზედმეტი ძაბვა, ან მეტალური ოქსიდის შეცემის არსების დირექტული ჩასმა ტრანსფორმატორში.