КарACTERISTIKI NA ПРЕСТAPONОСТО И КОНСТРУКЦИЈА НА ВОЗДУШНИ ПЛАНОВИ ВАКУУМСКИ ПРЕКИНАЧИ
Од 2009 до 2010 година, Државната мрежа беше во пилотна фаза на планирањето на интелигентната мрежа, со фокус на развојот на силната стратегија за развој на интелигентната мрежа, истражување и развој на клучни технологии, производство на опрема и извршување на пилотни проекти во различни сектори. Периодот од 2011 до 2015 година означуваше фазата на целосно градење, кога беше формирана почетна оперативна контролна и интерактивна услугна система за интелигентната мрежа, и постигнуваа значаен напредок во клучните технологии и опрема, што доведе до нивната широко применлива употреба.
Од 2016 до 2020 година, влезе во фазата на водечкиот и надграден развој, со целосно установена унифицирана и силна интелигентна мрежа, а технологиите и опремата достигнаа меѓународно напредно ниво. До тогаш, способноста на мрежата да оптимизира распределбата на ресурсите ќе биде значително подобрина. За да се одговори на целите за развој на националната интелигентна мрежа, потребни се отворени полни вакуумски прекинувачи кои се инсталираат на главните електропреводни мрежи да постигнат микрорачачки интелигентни заштитни системи со висока осетливост, што значи ниска вредност на минималниот основен рабочи струја.
Затоа, освен тоа дека секој од трите фази треба да биде опремен со посебен трансформатор на струја за диференцијална заштита, отворените полни вакуумски прекинувачи исто така треба да бидат опремени со преостанати трансформатори на струја за микрорачачка заштита за да пружат точна заштита од проток на микрорачачката. Традиционалните преостанати трансформатори на струја се големи по големина, тешки по маса и малку прецизни.
Повлијано од фактори како ограничено пространство за инсталација и долг вторичен водечки пат, тие едва можат да задоволат барањата за микрорачачка заштита за отворените полни вакуумски прекинувачи. Тренутно, сите отворени прекинувачи кои можат да задоволат барањата на националната интелигентна мрежа се произведени од странски компании, што доведува до високи трошоци. За да се прилагоди на барањата за развој на националната интелигентна мрежа, потребно е да се развијат отворени прекинувачи кои ќе задоволат потребите на националната интелигентна мрежа.
Тренутно, главниот технички предизвик е да се разработат преостанати трансформатори на струја за микрорачачка заштита кои можат да се користат заедно со овие прекинувачи, задоволувајќи барањата за инсталација во мал простор, високо-осетлива микрорачачка заштита од проток и точна работа, и првично да се постигне локализација на преостанатите трансформатори на струја за микрорачачка заштита.
Примени и Барања за Издржливост на Преостанатите Трансформатори на Струја за Микрорачачка Заштита
Преостанатиот трансформатор (нул-секвенцијален трансформатор) е специјализиран трансформатор на струја дизајниран за трансформација на преостаната струја (нул-секвенцијална струја). Тој се користи за заштита од земјишта на една фаза во системи со изолирана нулта точка. Трифазните проводници минуваат истовремено низ окното на желе на трансформаторот, служејќи како првична намотка на трансформаторот.
Кога системот работи нормално, векторскиот збир на трифазните струи е нула, и нема излез од вторичната страна на преостанатиот трансформатор. Кога се случи земјиште на една фаза во одредена линија, првичната струја на преостанатиот трансформатор достигнува минималната рабоча струја на реле или микрорачачка заштита, што активира заштитниот уред.
Иначе, тој остајќи неактивен. Во традиционалните преостанати трансформатори, вторичната страна е директно поврзана со реле. Бидејќи бројот на намотките во првичната намотка на трансформаторот обично е 1, бројот на намотките во вторичната намотка е многу мал. Минималната првична рабоча струја на традиционалните преостанати трансформатори најчесто е помеѓу 2,4А и 10А, а номиналната првична струја на традиционалните преостанати трансформатори обично се избира во опсегот од 15А до 300А. За да се задоволат барањата за прецизност, пресечената плошчад на желеот на трансформаторот е дизајнирана да биде многу голема, што доведува до голема големина, тешка маса, ниска прецизност и мала вторична натовареност.
Кога грешката на струјата е помала од 2,4А, струјата излезена од традиционалниот трансформатор не е доволна за активирање на реле, што создава „мртва зона“. Затоа, за да се овозможи трансформаторот да пружи точна заштита за микрорачачката во широк опсег на рабочи струи без „мртва зона“, потребно е да се дизајнира специјален преостанат трансформатор на струја кој може да се користи заедно со микрорачачка заштита.
Ограничен од просторот за инсталација на прекинувачот, специјалниот преостанат трансформатор на струја кој се користи заедно со микрорачачка заштита не само треба да биде мал по големина и лесен по маса, туку и да бара високопрецизен вторичен излез и голема вторична натовареност. Обично, првичната рабоча струја на трансформаторот е барана да биде помеѓу 0,2А и 10А. Ако трансформаторот може да гарантира добра линеарност и осетливост под услови на голема вторична натовареност, тој може да задоволи барањата на микрорачачка заштита и да избегне појавата на „мртва зона“.
Структурен Дизајн на Преостанатите Трансформатори на Струја за Микрорачачка Заштита
Избор на Номинални Параметри на Натовареност на Трансформаторот
Отворените полни вакуумски прекинувачи обично се инсталираат надвор и се далече од поддршката на автоматски уреди. Меѓутоа, натовареноста барана од микрорачачката заштита сама по себе е многу мала. При дизајнирањето на преостанатиот трансформатор, номиналната натовареност главно се земаат предвид натовареностите на вторичните водечки пати на трансформаторот. Бидејќи микрорачачкиот уред за заштита обично е далече од полниот прекинувач инсталиран надвор, номиналната натовареност на трансформаторот обично се избира да биде многу голема, со максимум околу 200Ω (оваа натовареност може да се одреди според реалната ситуација на корисникот).
Избор на Бројот на Намотките на Првичната и Вторичната Намотка, Форма и Материјал на Желето
Преостанатите трансформатори на струја за микрорачачка заштита бараат екстремно висока осетливост и мораат да одговорат брзо и точно. Осетливоста се однесува на способноста на вторичната намотка на трансформаторот да одговори на проток, што може да се опише како следи: под одредена количина на проток, колку што е повеќе индуцираното електромотивно напон на различни трансформатори, толку повеќе е нивната осетливост.
Осетливоста е поврзана со бројот на намотките на првичната и вторичната намотка на трансформаторот. Колку што е повеќе намотките во вторичната намотка, толку повеќе е осетливоста. Преостанатиот трансформатор е директно инсталиран на трифазните првични проводници, а првичниот проводник е заштитен линија, со број на првични намотки 1. Зголемувањето на бројот на првични намотки не е практично.
Индукцираното електромотивно напон на вторичната намотка, U2=4.44f⋅N2⋅μ⋅I1⋅S, каде:
I1представува номиналната првична струја.
S е пресечената плошчад на железото.
muis магнетната пропусливост.
f е фреквенцијата.
N2 е бројот на намотките на вторичната намотка.
Како што може да се види од формулата, поради ограничувањата на местото за инсталација на трансформаторот, надворешните размери на трансформаторот не можат да бидат многу големи. Така, пресечената плошчад на железото на трансформаторот е относително мала. За да се подобри осетливоста на трансформаторот, потребно е или да се зголеми бројот на намотките на вторичната намотка или да се подобри магнетната пропусливост на железото на трансформаторот.
Номиналната првична струја на надворешните прекинувачи е основно 630А или помалку. Со оглед на малата пресечена плошчад на железото на трансформаторот, за да се осигура висока осетливост, преку експерименти, бројот на намотките на вторичната намотка обично се поставува на почеток помеѓу 1500 и 2000 намотки. Конкретниот број на намотки може да се одреди според вторичната натовареност и вторичниот излезен напон на трансформаторот баран од микрорачачката.
Кога пресечената плошчад на железото, бројот на намотките и вторичната натовареност се одредени, параметарот кој влијае на вторичното индуцирано електромотивно напон (т.е. осетливоста) на
трансформаторот е само поврзан со магнетната пропусливост на железото. Затоа, одлучувањето за материјалот на железото користено во трансформаторот е од важна важност. Линеарноста и карактеристиките на остатокот на трансформаторот, кои се споменуваат подоцна, се и сами тесно поврзани со материјалот на железото.
Анализирајќи податоците во Табела 1, и нанокристалниот легира и Metglas имаат највисока магнетна пропусливост. Меѓутоа, Metglas има релативно ниска насытеност на индукција и исто така е скап на пазарот. Комплексно разгледано, нанокристалниот легира се избира како материјал со приоритет.Осетливоста на трансформаторот не само е директно пропорционална со магнетната пропусливост на железото, туку и има директна врска со формата на железото и должината на магнетната цеплина.
Обично, освен тоа што се користат материјали со висока пропусливост за железото за да се подобри осетливоста на трансформаторот, се обидуваме да го скратиме колку што е можно магнетниот пат на железото за да се намали магнетниот изтечок и да се осигура ефективноста на железото. Под нормални услови, кругло железо има најкраток магнетен пат. Меѓутоа, бидејќи трифазните првични проводници на надворешниот полен прекинувач се располагаат една до друга во линија, кога просторот го дозволува, железото треба да се дизајнира како елипса во зависност од формата и разстоянието на трифазните првични проводници на прекинувачот. Формата на трансформаторот и неговата положба во однос на првичниот проводник се прикажани на Слика 1.
Преостанатиот трансформатор на струја треба да може брзо да реагира на аномални состојби на проток во цеплината и да пружи деловен напонски сигнал на микрорачачкиот уред за заштита. Трансформаторот мора да има добра линеарност за да истински претстави работната состојба на цеплината. Линеарноста се однесува на константната пропорција на промената на входната струја во однос на промената на излезниот напон на трансформаторот, како што е прикажано на Слика 2.
трансформаторот е само поврзан со магнетната пропусливост на железото. Затоа, одлучувањето за материјалот на железото користено во трансформаторот е од важна важност. Линеарноста и карактеристиките на остатокот на трансформаторот, кои се споменуваат подоцна, се и сами тесно поврзани со материјалот на железото.
Во цеплината, минималната првична рабоча струја на прекинувачот обично е барана да биде под 10А. Затоа, обично се бара да, кога првичната струја на трансформаторот е под 10А, колку што е подобар константниот однос на промената на входната струја во однос на промената на излезниот напон на трансформаторот, толку повеќе може да задоволи барањата за употреба. Барањето за линеарност на трансформаторот бара повторување на тестовите.
Под услови на одредена магнетна пропусливост на железото и вторична натовареност, напонскиот излез на трансформаторот се осигурува да се менува линеарно со регулирање на пресечената плошчад на железото или бројот на вторични намотки. Меѓутоа, во реалните цеплини, често постојат други фактори кои влијаат на трансформаторот да пружи точен напонски сигнал на микрорачачкиот уред за заштита.
Кога трансформаторот е инсталиран, тој треба да се постави врз трифазните проводници кои се располагаат една до друга во линија. Кога првичниот проводник минува номинална струја, преостанатиот трансформатор на струја ќе биде претставен со магнетните полиња генерираани од трифазните струи, и локалната магнетна флукс густина на железото ќе се зголеми. Ако локалниот дел на железото стане претесен, линеарноста на трансформаторот ќе се влоши, сериозно влијајќи на големината на вторичниот излезен напон. Како резултат, микрорачачкиот уред за заштита може да функционира неточно или да не функционира се.
Токму во временската операција, после што преостанатиот трансформатор на струја биде ударен од голема земјишна струја, и после што акцијата за заштита биде завршена и претходната достава на енергија биде вратена за продолжување на операцијата, ако техничките параметри на трансформаторот не можат да се вратат до состојбата пред ударот, тоа значи дека има остаток магнетизација во железото на трансформаторот, што ќе сериозно влијае на точната функција на уредот за заштита од проток следен пат.
При дизајнирањето на овој преостанат трансформатор на струја, треба да се забележат следните точки:
Желето најдобро треба да биде направено од нанокристален легира со висока магнетна пропусливост и ниска остаточна магнетизација. Овој материјал има добри карактеристики на прекунатоварување и лесно може да се врати до почетната магнетна состојба под услови на удар со прекунатоварување. Остаточниот напон на трансформаторот може да се контролира и детектура да не биде премногу голем со симулирање на преминувањето на различни земјишни струи на првичната страна. Меѓутоа, остаточниот напон на трансформаторот обично се зголемува со зголемувањето на номиналната првична струја. Но, после што желето достигне магнетна насытеност, остаточниот напон на вторичната страна на трансформаторот ќе се зголеми брзо.
При дизајнирањето на трансформаторот, за да се минимизира влијанието на првичната струја врз вредноста на остаточниот напон на преостанатиот трансформатор на струја, кога се избира нанокристален легира со висока магнетна пропусливост и ниска остаточна магнетизација за да се направи желето, може да се приматат мерки како правилно зголемување на пресечената плошчад на железото или намалување на внатрешното отпор на вторичната намотка заедно за да се намали остаточниот напон на преостанатиот трансформатор на струја.
