Ehitusobjektide transformaatoride maanduse kaitse tehnilise analüüsi meetodid

Praegu on Hiina selles valdkonnas saavutanud mõningaseid edusamme. Seotud kirjandus on disaininud tavalised seadistusskeemid maandusevigade kaitseks tuumaelektrijaama madalpingelevahetussüsteemides. Põhjuste analüüs ja parandusettepanekud maandusevigade kaitsele tuumaelektrijaama abivahendite süsteemides põhinevad sellel, et maandusevigad on põhjustanud transformaatori nulljärgulise kaitse valetoimimist nii kodumaises kui ka rahvusvahelises praktikas.

Seotud kirjandus on uurinud diferentsiaalarvu ja piiranguarvu muutumismustrisid ning läbi arvutades diferentsiaalarvu ja piiranguarvu suhte, on tehtud kvantitatiivne analüüs peamise transformaatori suhte diferentsiaalkaitse soovitatavuse kohta sellistes vigasituatsioonides.

Siiski näevad nimetatud meetodid silmitsi veel palju probleeme, mis vajavad kiiret lahendamist. Näiteks liiga suur maandusreele, ebaproportsionaalne maandusemeetode valik, ja mittepiisavad ülestõukekaitsed – need kõik võivad põhjustada transformaatorite väljalülitumist ja isegi ohustada turvalisust. Seega on vaja teha sügavamat uurimist ja analüüsi transformaatorite maanduskaitsetehnoloogiate osas ehitusaladel, integreerides uusimat uurimistööd ja tehnoloogilisi arenguid.

Selle uurimise kaudu saab mitte ainult tõsta transformaatorite maanduskaitsetehnoloogiate teoreetilist tasemelt, vaid pakkuda ka praktilisi ja rakendatavaid lahendusi ja meetodeid tegelikele ehitusprojektidele. Loodetakse, et see uurimus suurendaks teadlaste tähelepanu ja rõhu transformaatorite maanduskaitsetehnoloogiatele ehitusaladel, ühiselt edendades seda valdkonda.

1 Transformaatori maandusemeetodi määramine

Traditsiooniline transformaatori neutraalpunktide otsemine maandumine võib teatud tingimustes põhjustada ülemäärast lühikringiaringut, mis võib kahjustada seadmeid. Seetõttu on esitatud neutraalpunkti madala reeledega maandumine. Neutraalpunkti madala reeledega maandumine on efektiivne transformaatori maanduseviis, mis reguleerib transformaatori maandusarvet ühendades madala reele transformaatori neutraalpunkti ja maa vahel. See maanduseviis ei ainult reguleeri maandusarve suurust ja vähendaks ülestõukede ja ülevoolude mõju transformaatorile, parandades seeläbi töökindlust, vaid piiraks ka lühikringiaringut ja vähendaks seadmete kahjustumise ohtu.

Konkreetsemalt, rakendades neutraalpunkti madala reeledega maandumist ehitusaladel, on esimene samm määrata sobiv maandusreele. Ohmi seaduse järgi on maandusreele vastuproportsionaalne maandusarve ja maanduspinge suurusega. Seega, kui valitakse neutraalpunkti madala reeledega maandumise maandusreele, tuleb alustuseks määrata reelede väärtus, arvutamise valem on järgmine:

Valemis tähistab R₀ maandusreelede väärtust; U₀ elektrisüsteemi keskmist pinget ehitusaladel; I₀ arv, mis liigub neutraalpunkti reele läbi. Valemiga (1) arvutatud põhjal peaks valima sobiva maandusreelede väärtuse, mis piiraks efektiivselt lühikringiaringut, vältides ülemäärast mõju transformaatorile.

Järgmisena on määratud maandusjoone ristlaua pindala ja materjal. Maandusjoone materjal peab samuti omama häid juhivuse ja korroosioonikindluse omadusi, et tagada selle eluea ja usaldusväärsus. Selle uurimuses on hõlmatud ehitusalade transformaatorite maandumise tegelikud tingimused ja valitud on tinna katabeest kontuurina, mis on hea juhivuse, mugavate ühenduste ja tugeva korrosioonikindlusega, täielikult vastavalt neutraalpunkti madala reeledega maandumise viiside nõuetele.

Maandusjoone ristlaua pindala mõjutab otse tema reelede väärtust, mis jällegi mõjutab maandusarvet. Seega, sobiva maandusjoone ristlaua pindala valimisel kasutatakse järgmist valemiga:

Valemis tähistab S maandusjoone ristlaua pindala neutraalpunkti madala reeledega maandumise viisides; η on suhe neutraalpunkti maandusreelede ja transformaatori maandusreelede vahel; T on maandusjoone lubatud temperatuuri tõus. Lõpuks tuleb määrata maanduselektrodi mahupunkti sügavus. Et tagada maanduselektrodi stabiilne toimimine raskestes keskkondlikus tingimustes, peab selle mahupunkti sügavus ületama ehitusaladel levinud külmikereki põhja kihja, nii et maandussüsteemi usaldusväärsus ja ohutus oleks täielikult tagatud.

Kokkuvõttes, rakendades ehitusaladel transformaatorite maandumist, kasutatakse neutraalpunkti madala reeledega maandumise viisi, mille puhul maanduseparameetrid, sealhulgas reelede väärtus, maandusjoone ristlaua pindala, materjali valik ja maanduselektrodi mahupunkti sügavus, on mõistlikult seatud, pakkudes kindla aluse transformaatori stabiilsele toimimisele ehitusaladel.

2 Transformaatori maanduskaitse skeemi disain

Välja toodud sisu kohaselt kasutatakse ehitusobjektide transformatoriga seotud maandussüsteemides neutraalpunkti madala vastusega maandamismeetodit. See maandamismeetod kontrollib tõhusalt transformaatori maandumisvoolu madala vastuse kaudu. Transformatori töö ajal võivad esineda erinevad tehnilised vead, millest enimlevinud on ühefaasi maaväli. Ühefaasi maavägi tähendab lühiketta transformaatori ühe faasi pütä ja maapindade vahel, samas kui muud kaks fasi jätkavad normaalset tööd. See välg tekitab transformaatori neutraalpunktide potentsiaali muutust, mis viib kolmefaasiliste voolude ebavõrdsusesse. Selle omaduse kasutades pakutakse välja kolmefaasilise voolu ebavõrdsuse põhjal põhinev kaitseskeem:

Esiteks nulljärjestiku I kaitsmine, mille sätete arvutusvalem on järgmine:

Valemis tähistab I₁ ehitusobjektide transformaatorite nulljärjestiku kaitse toimimise vooluväärtust; γ₁ tähistab usaldusvärduse kordajat; γ₂ tähistab nulljärjestiku haru kordajat; I₂ tähistab ehitusobjektide transformaatorite naaberkomponentide nulljärjestiku kaitse toimimise vooluväärtust. Nulljärjestiku I osa kaitse vooluväärtuse arvutamisel valemi (3) järgi määratakse I osa kaitse toimimisaeg tavaliselt umbes 0,5 sekundit pikemaks kui järgmise taseme nulljärjestiku kaitse toimimisaeg.

Järgmisena on nulljärjestiku II kaitsmine. Selle kaitsevoolu väärtuse arvutusvalem on sama nagu nulljärjestiku I kaitsmise puhul, st kaitsevool saadakse valemi (3) järgi, kuid toimimisaeg erineb, nõudes ligikaudu 0,3 sekundi suurenemist nulljärjestiku I kaitsmise toimimisaega järgi.

Lõpuks on nulljärjestiku pingekaitsmine. Arvestades üldiselt, et ehitusobjektide transformaatorites ühefaasi maavägide korral neutraalpunkt võib kaotada oma omaniku tundlikkuse, peab nulljärjestiku pingekaitsmise toimimispinge olema allpool maksimaalset nulljärjestiku pinget, mis ilmneb kaitseseadme paigutuspunktis ühefaasi maavägis. Nulljärjestiku pingekaitsmise pinge väärtus määratakse peamiselt järgmise valemiga:

Valemis tähistab U₁ nulljärjestiku pingekaitsmise toimimispingu; U₂ tähistab kolme sekundaarpuhveri nimipinget.

Kokkuvõttes, et luua täielik kolmefaasilise voolu ebavõrdsuse põhjal põhinev kaitseskeem, on vaja mitme keeruka arvutuse, sealhulgas nulljärjestiku I, nulljärjestiku II ja nulljärjestiku pingekaitsmise arvutusvalemeid. Nende valemite tuletamine ja rakendamine aitab täpsemalt määrata ühefaasi maavägide tüübi ja raskusastet ehitusobjektides. See kaitseskeem võimaldab kiiresti tuvastada ja isoleerida maaväge ning vähendada maavägide tõttu tekkinud energiakaotuse sündmuste tõenäosust. Samas, kombinerituna neutraalpunkti madala vastusega maandamismeetodiga, moodustatakse ehitusobjektide transformaatoritele täielik maanduskaitsestruktuur, pakkudes tugevat kaitset transformaatorite ohutule töötlemisele.

3 Katseanalüüs

Ümber selgitatud ehitusobjektide transformaatorite maanduskaitsetechnoloogia tõhususe kinnitamiseks kasutatakse selle peatüki raames elektrisüsteemi simulatsioonitarkvara PowerFactory, et läbi viia transformaatorite maanduskaitse simulatsioonkatseid. Esmapilgul luuakse simulatsioonitarkvaras ehituse elektrosüsteemi mudel, mis hõlmab peamiselt transformaatoreid, kõrge- ja madalpingelineid jooneid, koormusi ja muud seadmete. Tabel 1 näitab katsetransformaatori mudeli ja parameetrite spetsifikatsioone.

Transformaatori eralduslik struktuur on näidatud Joonis 1.

Seejärel hõlmati transformaatori maandamiskaitse simulatsiooneks kolm erinevat maandamismeetodit: neutraalpunkti madala vastusega maandamine, neutraalpunkti kõrge vastusega maandamine ja neutraalpunkti maandamine vooluvahtkondiga. Maandamismeetodite määramisel valiti madala vastusega maandamiseks väikese vastusega takistus, konkreetne suurus 0,5 Ω, et simuleerida madala vastusega maandamise mõju; kõrge vastusega maandamiseks valiti suurema vastusega takistus, mille suurus oli 10 Ω, et simuleerida kõrge vastusega maandamise omadusi.

Kogemuses simulatiinakse transformaatori ühefaasis maandumise vigastustekste olukordades maandumisvoolu tasemeid. Vigastuse konkreetsed asukoht määrati teise faasi joone poolikohale transformaatori alampingul, vigastuse vastuseks valiti 100 Ω, et simuleerida maandumisvigastuse tingimusi. Vigastuse simulatsiooniprotsessis kasutati kõrge proovimissagedusega andmete aktsioonisüsteemi, et salvestada maandumisvoolu andmeid, sagedus oli seatud 1000 korda sekundis, et tagada võimalikult täpne maandumisvoolu muutuste jälgimine.

Lisaks vigastuse esinemise hetke maandumisvoolu väärtuse kirjutamisele, määrati mitmed ajahetked, sealhulgas 0,1 s, 0,5 s, 1 s, 5 s ja 10 s pärast vigastuse esinemist, et jälgida maandumisvoolu muutusi erinevatel aegadel. Vältimaks eksperimentide tulemuste juhuslikkust, salvestati maandumisvoolu andmeid 10 korda, võttes lõplikuks eksperimenti tulemuseks keskmise väärtuse. Joonis 2 annab võrdluse transformaatori maandamiskaitse mõjudest erinevatel maandamismeetoditel.

Joonis 2 näitab simulatsioonianalüüsi, mis võrdleb transformaatorite maandumisvoolu omadusi ühefaasis vigastustekste olukordades neutraalpunkti madala vastusega, neutraalpunkti kõrge vastusega ja neutraalpunkti vooluvahtkondiga maandamismeetodidel. Tulemused näitavad, et ühefaasis maandumisvigastuse korral on maandumisvool neutraalpunkti madala vastusega maandamise meetodil märkimisväärselt kõrgem kui neutraalpunkti kõrge vastusega ja neutraalpunkti vooluvahtkondiga maandamise meetodidel.

Kujundatud maandamiskaitsetechnoloogia raames oli transformaatori keskmine maandumisvool 70,11 A, mis on vastavalt kontrollgruppidega võrreldes 43,44 A ja 21,62 A suurem. See aitab vähendada plasmasintensiivsust vigastuskohal ja kiirendab vigastuse endoo selgemise võimet. Seega on kujundatud maandamiskaitsetechnoloogia viisikas ja usaldusväärne, sobib praktikas ühefaasis maandumisvigastuste korral transformaatorites, efektivselt kaitstes transformaatorite töökindlust ehituskohtadel.

4. Järeldus

Ehituskohtade transformaatorite maandamiskaitse tehnikas pakutakse välja noltesekveneaeg-voolukaitse skeem neutraalpunkti madala vastusega maandamise meetodil. Võrreldes eksperimentides on tõestatud kujundatud maandamiskaitsetechnoloogia eelised peamises kaitse ühefaasis vigastustekste olukordades. Kuigi on saavutatud mõningaid uurimistulemusi, on siiski mõned piirangud. Näiteks eksperimentide tingimused ja andmesamplesid võivad olla mitte täielikud, nõudes järelduste universaaluseks täiendavaid kinnitamisi.

Tulevased uuringud võivad keskenduda järgmistele valdkondadele: esiteks, laiendada eksperimentide ulatust ja suurendada andmesamplesid, et parandada järelduste täpsust ja universaalust; teiseks, sügavdata uurimist teiste kaitsemeetodite ja teknoloogiate osas, et leida rohkem efektiivseid ja usaldusväärseid transformaatorite maandamiskaitse meetodeid; lõpuks, arendada praktiliste insenerandmete kombel kõrgema jõudlusega kaitse seadmeid ja süsteeme.