Analise van transformator-aardingbeskermingstegnologie op bouwerwe

Tans china het sekere prestasies in hierdie veld bereik. Relevante literatuur het tipiese konfigurasie-skemas vir grondingsfoutbeskerming in kernkragaanleg se lae-spanningsverdeelstelsels ontwerp. Op grond van die analise van binnelandse en internasionale gevallestudies waarin grondingsfoute in kernkragaanleg se lae-spanningsverdeelstelsels tot foutiewe werking van transformator nul-sekwensbeskerming gelei het, is die onderliggende oorsake geïdentifiseer. Verder is verbeteringsvoorstelle vir grondingsfoutbeskermingmaatreëls in kernkragaanleg se hulpkragsisteme op grond van hierdie tipiese konfigurasie-skemasse voorgestel.

Relevante literatuur het die veranderingspatrone van differensiaalstroom en beperkingsstroom bestudeer, en deur die verhouding tussen differensiaalstroom en beperkingsstroom te bereken, 'n kwantitatiewe analise van die aanpasbaarheid van die hooftransformatorverhoudingsdifferensiaalbeskerming onder sodanige fouttoestande uitgevoer.

Die genoemde metodes staan egter steeds voor baie probleme wat dringend opgelos moet word. Byvoorbeeld, te hoë grondingsweerstand, onjuiste keuse van grondingsmetodes, en onvoldoende blykslagaandryfbeschermmatiging—al hierdie kwessies kan lei tot transformatorfoute en selfs veiligheidsongelukke. Daarom is dit nodig om meer in-diep navorsing en analise oor transformatorgrondingsbeskermingstegnologie in bouprojekte uit te voer, met insluiting van die nuutste navorsingsresultate en tegnologiese ontwikkelinge.

Deur hierdie navorsing kan nie net die teoretiese vlak van transformatorgrondingsbeskermingstegnologie verhoog word nie, maar ook praktiese en haalbare oplossings en maatreëls vir werklike bouprojekte verskaf word. Dit word gehoop dat hierdie navorsing meer aandag en beklemtoning van skolers op transformatorgrondingsbeskermingstegnologie in bouprojekte sal trek, en sodoende die ontwikkeling van hierdie veld saam bevorder.

1 Bepaling van Transformatorgrondingsmetodes

Die tradisionele transformatorneutrale punt direkte grondingsmetode kan onder sekere omstandighede te hoë kortsluitstrome veroorsaak, wat toerusting kan beskadig. Daarom word 'n neutrale punt lae-weerstand grondingsmetode voorgestel. Neutrale punt lae-weerstand gronding is 'n effektiewe transformatorgrondingsbenadering wat deur 'n lae weerstand tussen die transformatorneutrale punt en die aarde te verbind, effektiewe beheer van die transformatorgrondingsstroom behaal. Hierdie grondingsmetode kan nie net die grootte van die grondingsstroom reguleer en die impak van blykslag en oorspanning op transformators verminder, en dus bedryfsstabiliteit verbeter nie, maar kan ook kortsluitstrome beperk en die risiko van toerustingbeskadiging verminder.

Spesifiek, wanneer neutrale punt lae-weerstand gronding vir transformators in bouprojekte geïmplementeer word, is die eerste stap om die gepaste grondingsweerstandswaarde te bepaal. Volgens Ohm se wet is die grondingsweerstandswaarde invers proporsioneel aan die grondingsstroom en die grondingspanning. Dus, wanneer die grondingsweerstandswaarde vir die neutrale punt lae-weerstand grondingsmetode gekies word, moet die weerstandswaarde eers bepaal word, met die berekeningformule as volg:

In die formule verteenwoordig R₀ die weerstandswaarde van die grondingsweerstand; U₀ die gemiddelde nommerikaalse spanning van die elektriese stelsel in bou; I₀ die stroom wat deur die neutrale punt weergaan. Volgens die berekening in formule (1), moet 'n gepaste grondingsweerstandswaarde gekies word wat kortsluitstroom effektief kan beperk terwyl dit vermy word om 'n te groot impak op die transformator te hê.

Volgende is die bepaling van parameters soos die doorsnee-oppervlakte en materiaal van die grondingsdraad. Die materiaal van die grondingsdraad moet ook uitsonderlike geleidbaarheid en korrusievertragingsvermoë hê om sy leeftyd en betroubaarheid te verseker. Hierdie studie oorweeg omvattend die werklike toestande van transformatorgronding in bouprojekte en kies tinplaat-koperdraad as die grondingsgeleier—'n materiaal met goeie geleidbaarheid, gemaklike draading, en sterk korrusievertragingsvermoë, wat die vereistes van die neutrale punt lae-weerstand grondingsmetode volledig vervul.

Die doorsnee-oppervlakte van die grondingsdraad beïnvloed direk sy weerstandswaarde, wat verder die grondingsstroom beïnvloed. Dus, word die gepaste doorsnee-oppervlakte van die grondingsdraad op grond van die volgende formule gekies:

In die formule verteenwoordig S die doorsnee-oppervlakte van die grondingsdraad in die neutrale punt lae-weerstand grondingsmetode; η die verhoudingskoëffisiënt tussen die neutrale punt grondingsweerstand en die transformatorgrondingsweerstand; T die toelaatbare temperatuurstyg van die grondingsdraad. Laastens, moet die begrawingsdiepte van die grondings-elektrood bepaal word. Om stabiele bedryf van die grondings-elektrood in swaar omgewings te verseker, moet sy begrawingsdiepte die dikte van die bevrore grondlaag by die bouplek oorskry, en dus die betroubaarheid en veiligheid van die grondingsstelsel omvattend verseker.

Gesamentlik, wanneer gronding vir transformators in bouprojekte geïmplementeer word, word 'n neutrale punt lae-weerstand grondingsmetode aangewend, met redelike instellings vir grondingsparameters insluitend weerstandswaarde, grondingsdraaddoorsnee-oppervlakte, materiaalkies, en begrawingsdiepte van die grondings-elektrood, wat 'n solide grondslag bied vir stabiele transformatorbedryf tydens bou.

2 Ontwerp van Transformatorgrondingsbeskermingskema

Volgens die bo-vermelde inhoud word die nulpunt lae-weerstand grondingmetode in transformator grondingbeskermingstegnologie vir bouwerf toegepas. Hierdie grondingmetode beheer hoofsaaklik die transformator grondingstroom effektief deur middel van lae weerstand. Verskeie foute kan tydens transformatorbedryf voorkom, met die mees algemene wees enkelvase grondingfoute. 'n Enkelvase grondingfout verwys na 'n kortsluiting tussen een fase spoeling van die transformator en die grond, terwyl die ander twee fases normaal doorgaan om te funksioneer. Hierdie fout veroorsaak veranderinge in die nulpunt potensiaal van die transformator, wat lei tot onbalans in die driefase strome. Deur gebruik te maak van hierdie eienskap, word 'n beskermingskema gebaseer op driefase stroomonbalans in transformators voorgestel:

Eerstens is daar die nulvolgorde seksie I beskerming, met sy instellingberekeningformule as volg:

In die formule verteenwoordig I₁ die nulvolgorde beskerming werkstroomwaarde van transformators op bouwerwe; γ₁ verteenwoordig die betroubaarheidskoëffisiënt; γ₂ verteenwoordig die nulvolgorde takkoëffisiënt; I₂ verteenwoordig die nulvolgorde beskerming werkstroomwaarde van naastliggende komponente van transformators op bouwerwe. Nadat die stroomwaarde vir nulvolgorde seksie I beskerming volgens formule (3) bereken is, word die werktyd vir seksie I beskerming gewoonlik ongeveer 0.5 sekondes langer ingestel as die werktyd van die volgende vlak nulvolgorde beskerming.

Daarna is daar die nulvolgorde seksie II beskerming. Die berekeningformule vir die beskermingstroomwaarde is dieselfde as vir nulvolgorde seksie I beskerming, wat beteken dat die beskermingstroom ook volgens formule (3) verkry word, maar die werktyd verskil, waar 'n toename van ongeveer 0.3 sekondes vereis word op grond van die werktyd van nulvolgorde seksie I beskerming.

Laastens is daar nulvolgorde spanning beskerming. Met inagneming dat die nulpunt tydens enkelvase grondingfoute by transformators op bouwerfe moontlik sy inherente sensitiewiteit kan verloor, moet die werkspanning van nulvolgorde spanning beskerming onder die maksimum nulvolgorde spanning wees wat by die beskermingsinstallasiepunt tydens enkelvase grondingfoute voorkom. Die waarde vir nulvolgorde spanning beskerming spanning word hoofsaaklik bepaal volgens die volgende formule:

In die formule verteenwoordig U₁ die werkspanning van nulvolgorde spanning beskerming; U₂ verteenwoordig die gestelde spanning van die drie sekondêre spoelings.

Om te sommeer, om 'n volledige driefase stroomonbalans beskermingskema te vorm, word 'n reeks komplekse berekeninge vereis, insluitend berekeningformules vir nulvolgorde seksie I, nulvolgorde seksie II, en nulvolgorde spanning beskerming. Die afleiding en toepassing van hierdie formules sal help om meer akkuraat die tipe en seriositeit van enkelvase grondingfoute op bouwerwe te bepaal. Hierdie beskermingskema kan nie net grondingfoute vinnig lokaliseer en isoleer nie, maar dit kan ook die waarskynlikheid van kragonderbreking gebeure, veroorsaak deur grondingfoute, verminder. Tegelykertyd, gekombineer met die nulpunt lae-weerstand grondingmetode, word 'n omvattende grondingbeskermingsstruktuur vir transformators op bouwerwe gevorm, wat sterk beskerming bied vir die veilige bedryf van transformators.

3 Eksperimentele Analise

Om die effektiwiteit van die bostaande transformator grondingbeskermingstegnologie op bouwerwe te verifieer, sal hierdie hoofstuk die kragstelsimulasiesagteware PowerFactory gebruik om transformator grondingbeskerming simulasie-eksperimente uit te voer. Eers word 'n elektriese stelselmodel vir geboue in die simulasiesagteware opgestel, wat hoofsaaklik transformators, hoë- en laevolspanningslyne, laste, en ander toerusting insluit. Tabel 1 bied die model en parameter spesifikasies van die eksperimentele transformator.

Die spesifieke struktuur van die transformator word in Figuur 1 gewys.

Daarna is simulasie-eksperimente oor transformator-aardingbeskerming gedoen met drie verskillende aardingmetodes: laagweerstandaarding by die neutrale punt, hoogweerstandaarding by die neutrale punt, en aarding by die neutrale punt met boogverdwyningsspoel. By die instelling van die aardingmetodes is vir die laagweerstandaarding by die neutrale punt 'n weerstand met 'n klein weerstandswaarde gekies, spesifiek ingestel op 0,5 Ω, om die effek van laagweerstandaarding te simuleer; vir die hoogweerstandaarding by die neutrale punt is 'n weerstand met 'n groter weerstandswaarde gekies, ingestel op 10 Ω, om die kenmerke van hoogweerstandaarding te simuleer.

Tydens die eksperiment is die aardingstroomvlakke van die transformator onder enkelefas-aardingfeile gesimuleer. Die spesifieke posisie van die feil is by die middelpunt van een faselyn aan die lae-spansykant van die transformator ingestel, met die feilweerstand ingestel op 100 Ω om die aardingweerstand tydens 'n aardingfeil te simuleer. In die feilsimulasieproses is 'n data-verwerkingstelsel met 'n hoë steekproefneemfrekwensie gebruik om aardingstroomdata op te neem, met die steekproefneemfrekwensie ingestel op 1000 keer per sekonde om subtiel veranderinge in die aardingstroom te verseker.

Naast die opname van die aardingstroomwaarde op die oomblik van die feil, is meerdere tydpunte ingestel, insluitend 0,1 s, 0,5 s, 1 s, 5 s, en 10 s ná die feil, om veranderinge in die aardingstroom by verskillende tydpunte te observeer. Om ewekansigheid in die eksperimentele resultate te vermy, is aardingstroomdata 10 keer opgeneem, met die gemiddelde waarde as die finale eksperimentele resultaat geneem. Figuur 2 verskaf 'n vergelyking van transformator-aardingbeskermingseffekte onder verskillende aardingmetodes.

Soos in Figuur 2 getoon, het die simulasieanalise die aardingstroomkenmerke van transformators onder enkelefas-feile vir laagweerstandaarding by die neutrale punt, hoogweerstandaarding by die neutrale punt, en boogverdwyningsspoelaardingmetodes vergelyk. Die resultate dui daarop dat, tydens 'n enkelefas-aardingfeil in transformators, die aardingstroom onder die laagweerstandaarding by die neutrale punt beduidend hoër is as onder die hoogweerstandaarding by die neutrale punt en die neutrale punt-boogverdwyningsspoelaardingmetodes.

Onder die ontwerp-aardingbeskermingstegnologie was die gemiddelde transformator-aardingstroom 70,11 A, wat 'n toename van 43,44 A en 21,62 A onderskeidelik in vergelyking met die kontrole-groep tegnologieë beteken. Dit help om die boogintensiteit by die feilpunt te verminder en die selfskynvermoë van die feil te bespoedig. Daarom is die ontwerp-aardingbeskermingstegnologie uitvoerbaar en betroubaar, geskik vir praktiese toepassing in enkelefas-aardingfeile van transformators, wat die operasionele veiligheid van transformators op bouwerfplekke doeltreffend beskerm.

4. Gevolgtrekking

Die aardingbeskermingstegnologie vir transformators op bouwerfplekke stel 'n nulvolgorde-overstroombeskermingskema voor gebaseer op die laagweerstandaarding by die neutrale punt. Deur middel van vergelykende eksperimente is die superioriteit van die ontwerp-aardingbeskermingstegnologie in hoofbeskerming vir enkelefas-feile van transformators bewys. Alhoewel sekere navorsingsuitslae behaal is, is daar steeds sekere beperkings. Byvoorbeeld, die eksperimentele toestande en data monsters mag nie voldoende omvattend wees, wat verdere bevestiging van die universele geldigheid van die gevolgtrekkings vereis.

Toekomstige navorsing kan fokus op die volgende areas: ten eerste, die verbreding van die eksperimentele omvang en die verhoging van data monsters om die akkuraatheid en universele geldigheid van die gevolgtrekkings te verbeter; ten tweede, die uitvoering van diepgaande studies oor ander beskermingsskemas en tegnologieë om meer doeltreffende en betroubare transformator-aardingbeskermingstegnologieë te verken; tenslotte, die ontwikkeling van beskermingshulpmiddels en -stelsels met hoër prestasie in kombinasie met praktiese ingenieurswese-toepassings.