ניתוח והטמעה של חריג מדידת המרתף המאוחד החיצוני ב-35 ק"ו

1. מבוא

הופעות תכופות של כשלים במשתני מתח (PT) והמסת ניידות בצד הראשי של טרנספורמציות משולבות מובילות למדידת אנרגיה לא מדוייקת ומאיימות באופן חמור על הפעולה הבטוחה של הרשת החשמלית. מאמר זה מתמקד בכשלים חוזרים של PT ומסת ניידות בטרנספורמציה משולבת של 35 ק"ו, חוקר את סיבות התקלה, מציע פתרונות, ומתקן את הכמות הנדרשת של החשמל באמצעות מקדם תיקון. פעולה זו מצמצמת בצורה יעילת את ההפסדים ברשת ומפחיתה את הסיכונים בשירות.

1.1 מבוא לטרנספורמציות משולבות

במערכת החשמל, טרנספורמציות משולבות הן רכיבים מרכזיים במכשירי מדידה ובמגננות. המורכבות מטרנספורמציות מתח (PT) וטרנספורמציות זרם, הן משתמשות בהבדלים בין הסיבובים בצד הראשי ובצד המשני כדי להמיר זרמים גדולים ומתח גבוהים בזרמים ומתחים קטנים שמתאימים למכשירים משניים ולמגננות רציפה. בנוסף, הן מאפשרות מבודד חשמלי בין הצדדים הראשי והמשני כדי להבטיח את הבטיחות של האנשים והציוד בצד המשני.

2. סיכונים עקב תקלות בטרנספורמציות משולבות

כאשר מדובר במכשיר מדידה מרכזי במערכת החשמל, PT של טרנספורמציה משולבת אחראי להמרת אותות מתח גבוה למתח נמוך עבור מכשירי מדידה/מגננות. כאשר PT נהרס או שמסת הניאון במתח גבוה נמסה, הסיכונים הם כדלקמן:

• פגיעה במדידת החשמל : פגיעה ב-PT ונמסה של מסת ניאון יכולה לגרום לשגיאות במערכת מדידת החשמל, להשפיע על דיוק המדידה ולהחמיר בסכסוכים בין חברות החשמל ללקוחותיהם.

• עלייה בתכיפות כשלים באביזרים : כשל ב-PT יכול לגרום לחוסר איזון במתח המערכת (מתח גבוה מדי/מתח נמוך מדי), מה שמביא לאי יציבות במערכת; תקלות בטרנספורמציה יכולות לגרום לתפקוד חריג של מכשירי מגננות, ומכאן לעליה בסיכון לכשלים באביזרים אחרים.

• סיכונים אישיים : טרנספורמציות משולבות הן ציוד מתח גבוה. נזק יכול לגרום לקריסת מבודדי חשמל והתפוצצות, מה שמאיים על הבטיחות האישית של עובדי הפעלה ואחזקה.

3. סיבות לתקלות במתח גבוה בטרנספורמציות משולבות

במהלך הפעלה מעשית, טרנספורמציות משולבות נתקלות לעיתים קרובות בנמסה של מסת ניאון במתח גבוה וכשלים ב-PT. הסיבות העיקריות כוללות:

• מתח גבוה כתוצאה מרזוננס פרומגנטי : רכיבים פרומגנטיים הם ליניאריים במתח המומלץ. במהלך תקלות, המעגל המגנטי מת satuates, והשראות משתנות באופן לא ליניארי. יצירת מעגל תנודה עם קיבולת מערכת, מפעילת רזוננס פרומגנטי מתמשך. המתח הגבוה גורם לנמסה/Nan of PT high - voltage fuses, threatening grid safety.

• נטל משני מוגבר : נטל משני מוגבר גורם לטרנספורמציה לייצר הרבה חום עם הפצה קשה. הטמפרטורה הפנימית של הסיבובים עולה מאוד, בסופו של דבר נשרף PT.

• קצר בצד הראשי או המשני : קצר בצד הראשי או המשני של PT מייצר זרמים גדולים, גורם לנמסה של מסת הניאון במתח גבוה והרסquipment.

• מתח גבוה כתוצאה ממיתוג : פעולה לא נכונה מייצרת מתח גבוה, גורמת לנמסה של מסת הניאון במתח גבוה ב-PT.

• מתח גבוה כתוצאה מלפיד : מתח גבוה ישיר/אלסטי מפרק את מבודדי הסיבובים, מפריע לציוד.

4. ניתוח מקרה
4.1 מידע בסיסי של משתמש

ב-23 באוגוסט 2021, אירע כשל ב-PT של טרנספורמציה משולבת של משתמש ב-35 kV, מה שהוביל למדידה לא מדוייקת של אנרגיה חשמלית. בשנה הקודמת, טרנספורמציה משולבת זו חperienced 3 faults. Before January 2021, the user was powered by the 35 kV Shazi Substation with normal metering. After August 2021, the power supply was changed to the 35 kV outgoing line of the 110 kV Zhoujiaba Substation (Zhouwan Line #353 and Zhouri Line #354 dual-circuit power supply). The total line length is about 1.5 km. The 35 kV side is grounded via an arc-suppression coil. The metering points are set at the 2-circuit 35 kV outgoing lines of the 110 kV Zhoujiaba Substation. The primary wiring is shown in Figure 1.

4.2 נקודות מדידה וציר זמן של תקלות

שני נקודות המדידה משתמשות בטרנספורמציות משולבות של 35 kV, עם חיבור של שלושה פאזה ושלושה חוטים וחיבור V/V עבור טרנספורמציות מתח. בהם:

• קו 35 kV Zhouri מספר 354 (נקודת מדידה 2): פועל באופן תקין, ללא תקלות;

• קו 35 kV Zhouwan מספר 353 (נקודת מדידה 1): תקלות תכופות.

ציר זמן של תקלות:

• 23 באוגוסט 2021: כשל ראשון ב-PT, הוחלף עם מוצרים מחברת Henan Xinyang Hutong Electric Co., Ltd.;

• 4 במרץ 2022: PT נשרף שוב, הוחלף עם טרנספורמציות משולבות מחברת Jiangxi Gandi Electric Co., Ltd.;

• 13 ביוני 2022: מסת ניאון במתח גבוה של פאזה C נמסה, איבוד מתח;

• 21 בספטמבר 2022: מסת ניאון במתח גבוה של פאזה A נמסה, איבוד מתח שוב.

4.3 ניתוח תקלות

בזמן שהתקרית ארעה, העומס של המשתמש היה קל, החיבור המשני היה תקין, ולא הייתה קצר. לאחר בדיקה:

• התנגדות ההארה של הקו תקינה, והיא שייכת למערכת האריה לא יעילת. תקלות האריה יכולות לגרום לזרם ברק שלא יתפוגג, מה שמחמיר בנמסה של מסת ניאון;

• לא היה מתח גבוה בפעילות ובתחזוקה, מה שמפיג את גורמי האדם.

בשילוב עם תופעות התקרית וסיבות שכיחות, הסיבה העיקרית נקבעת כמתח גבוה כתוצאה מרזוננס פרומגנטי, עם סצנריות ספציפיות המפעילות:

• הפעלה על ידי תקלות האריה: כאשר יש אריה חד-פאזה בקו, הסיבובים של PT והקיבולת בין הקו לארץ יוצרים מעגל מקביל, המקיים את התנאים לרזוננס פרומגנטי. אריה חד-פאזה גורמת לעלייה במתח של שתי הפאזות האחרות, הליבה מתמלאת במהירות, ורזוננס גורם לעלייה דרמטית בזרם בסיבובים, מה שגורם לנמסה של מסת הניאון במתח גבוה; זרם גבוה לאורך זמן גם ישרוף את PT.

• הפעלה על ידי פעולה לא נכונה: העומס בשלושת הפאזות של המערכת הוא בעיקר מאוזן, אך במהלך פעולות מיתוג, שלושת הפאזות אינן מתיישרות (פתיחה/סגירה לא בו-זמנית), מה שגורם לזרם כניסה בסיבובים של טרנספורמציה מתח והליבה מתמלאת במהירות, מה שמחמיר את מתח גבוה כתוצאה מרזוננס פרומגנטי.

4.4 פתרונות

לאחר ניתוח סיבות התקרית, ננקטו את המהלכים הבאים:

• התקנת מכשירי הסרה של הרמוניים: התקנת 1 מערכת להסרת הרמוניים בצד המתח של 35 kV בתחנת הכוח כדי לדכא את חזרת הרזוננס הפרומגנטי.

• הגנה ממתח גבוה בצד המשני: התקנת מכשירי הגנה ממתח גבוה בצד המשני כדי להתנגד למתח גבוה שנגרם על ידי גורמים סביבתיים ולהגן על מבודדי הפנים של הטרנספורמציה.

• הצגת והסרת הרמוניים: שימוש במכשיר מדידת אנרגיה חשמלית כדי להציג הרמוניים במתח המשני. אם יש חריגים, להטיל על המשתמשים לטפל בהם כדי להבטיח עמידה ב-GB/T 14549 - 1993 "איכות חשמל - הרמוניים ברשת החשמל הציבורית": שיעור בליעה של הרמוניים של מתח 35 kV ≤ 3%, הרמוניים אי-זוגיים ≤ 2.4%, הרמוניים זוגיים ≤ 1.2%.

תוצאה של יישום: לאחר יישום המהלכים, הטרנספורמציה המשולבת פועלת באופן תקין, ללא כשלים של PT או נמסה של מסת ניאון.

4.5 חישוב התאמה של כמות חשמל

הדיוק במדידת אנרגיה חשמלית קשור לעניינים כלכליים של שני הצדדים, ספק החשמל והמשתמש. תקלות דורשות התאמה של כמות החשמל. מאמר זה לוקח את התקלה השלישית כדוגמה ומשתמש בשיטת מקדם התיקון לחישוב:

עקרון: השוואת הכוח הפעיל במהלך מדידה תקינה ומדידה לא תקינה כדי לקבל את מקדם התיקון k, ולאחר מכן לחשב את כמות החשמל המתאימה \(\Delta W\). בהנחה שיש איזון בעומס בשלושת הפאזות, הנוסחה למקדם התיקון k היא:

(1) פירוש מקדם התיקון k

כאשר k > 1, הכוח הפעיל במהלך מדידה תקינה גדול יותר מאשר במהלך מדידה לא תקינה. מדידת החשמל נמוכה במהלך התקלה, והלקוח צריך להוסיף כמות חשמל. כאשר k = 1, מדידת החשמל היא תקינה. כאשר 0 < k < 1, מדידת החשמל גבוהה, והכמות צריכה להיות מוחזרת ללקוח. כאשר k < 0, מדידת החשמל הפוכה, והלקוח צריך להוסיף כמות חשמל.

(2) פרמטרים של מדידה הקשורים ללקוח

קיבולת קבלת הלקוח היא 2500 kVA, ושיטת המדידה היא הזנה גבוהה ומדידה גבוהה (מדידה על ידי תיבת מדידה משולבת מתח גבוהה). יחס המתח הוא 35000 V/100 V, ויחס הזרם הוא 50 A/5 A. המוכפל הממוצע הוא 3500. קיבולת מדידת החשמל היא 3&times;100 V/3&times;1.5 - 6 A, עם דיוק של 0.5S.

התקלה השלישית של הלקוח ארעה ב-13 ביוני 2022, עם איבוד מתח בפאזה C. החשמל הוחזר בערך בשעה 8:00 ב-4 באוגוסט 2022. מחירי חשמל לפי זמן התחילו להישם החל מ-1 ביולי 2022. הנתונים שנאספו כמו מתח מערכת, כוח וגורם כוח מוצגים בטבלה 1.

חישוב כמות החשמל המתאימה giai đoạn đầu tiên

כפי שניתן לראות בטבלה 1, במהלך התקופה מ-13 ביוני 2022 עד 30 ביוני 2022, המתח של פאזה A הוא תקין, גורם הכוח הממוצע הוא 0.82, והזוית של אלמנט היא 34&deg;(L). אז הזוית של גורם הכוח φ=4°(L). בהנחה שה עומס מאוזן, מקדם התיקון הוא:

חישוב כמות החשמל המתאימה הוא כדלקמן:

מאחר ומנוסחת (2) ונוסחת (3), ניתן לראות כי k > 1, כלומר החשמל נמדד פחות, וצריך להחזיר כמות חשמל נוספת של 15,134 kWh.(2) חישוב כמות החשמל המתאימה giai đoạn thứ hai.During the period from July 1, 2022 to August 4, 2022, the voltage of phase A is normal, the average power factor is 0.87, and the element angle is 29&deg;(L). Then the power factor angle &phi;=0&deg;.Assuming that the load is balanced, the correction coefficient is:

The calculation of the reconciliation electricity quantity is as follows:

From Formula (4) and Formula (5), it can be seen that k > 1, meaning the electricity is under-measured, and an additional electricity quantity of 51,996 kWh should be recovered.Total reconciliation electricity quantity to be recovered:

5. מסקנה

בפעולה מעשית, טרנספורמציות משולבות נשרפות לעיתים קרובות ומסת ניאון במתח גבוה מתמוססות, מה שמאיים באופן חמור על הבטיחות של הרשת. בדרך כלל, בעיות כאלה נובעות ממתח גבוה כתוצאה מרזוננס, יחד עם בחירת ועיצוב לא נכונים של הציוד ו عدم התאמה בין הפרמטרים.

בניתוח תקלות: ראשית, לבדוק את הפגמים בטרנספורמציה ולאמת את יכולת מסת הניאון במתח גבוה. שנית, להתקין מכשירי הסרה של הרמוניים מתאימים כדי להתמודד עם מתח גבוה כתוצאה מרזוננס. לאחר תאונה, להגיב במהירות ובהגינות כדי למנוע התפתחות והשפעות חברתיות. לבסוף, ללמוד מהניסיון, לשפר את כישורי הטיפול בתקלות ולשמור על הבטיחות של הרשת.