Eraikuntza-lekuan erretxoko babes teknologiaren analisia

Orain arte, Txina horretan lortu ditu zenbait arrakasta. Literatura erdikatzaileak nebaritako sarrera sistemen txintxurreen babeseko konfigurazio adierazgarriak diseinatu ditu. Txintxurreen babeseko neurriak hobetzeko proposamenak aurkitu dira, oinarria izan zuten kasuen analisiaren gainean, bai etorkizun eta baita hirugarren munduko kasuen gainean.

Literatura erdikatzaileak diferentzioko korrontearen eta murrizketarreko korrontearen aldaketen ereduak aztertu ditu, eta horien arteko erlazio kalkulatzean oinarrituz, transformator nagusiaren alderantzizko diferentzia-babesa horrelako akats-gertaldiengatik egiten duen antzekotasuna aztertu da.

Hala ere, garrantzitsuak diren problemek, hala nola, txintxurra-resistentzia handia, txintxurre metodoen hautapen okerra, eta txintxurre babesezko neurriak osasuntsuak, transformatorrek hondatzeko arriskua eta segurtasun-akats gertatzeko arriskua dakartzete. Beraz, eraikuntzetan transformatorren txintxurre babesei buruzko ikerketa eta analisi gehiago egin behar dira, azken ikerketaren emaitzak eta teknologiaren garapena barne hartuta.

Ikerketa honen bidez, ez bakarrik transformatorren txintxurre babesei buruzko teoria hobetu daiteke, baizik eta eraikuntza-proiektuetarako soluzio eta neurri praktikoak eta exekutagarriak eskaintzea ere posible izango da. Uste dugu ikerketa honek eraikuntzetan transformatorren txintxurre babesei buruzko ikerketari gehiagotan kontsumitu eta benetan ahalbidetu ahalegindu dezakeen.

1 Transformatoriaren Txintxurre Metodoen Zehazpena

Transformatorren neutral puntuaren txintxurre zuzena metodo tradizionalak, baldintza batzutan, korronte txintxurre handiak sortu ditzake, material guztia hondatzeko arriskua dakartela. Beraz, proposatzen da neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoa. Neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoa, transformatorren neutral puntutik lurra kolpatzerakoan txintxurre baxuko resistenzia lotzean, transformatorren txintxurrekorrontea kontrolatzeko modu efektiboa da. Metodo hau ez bakarrik korronte txintxurrearen tamaina murriz dezake, baina transformatorei egiten dioen urtze eta gorputz-tensione handietan duen eragina murriztu ere ahalbidetzen du, beraz operazioaren estabilitatea hobetu eta korronte txintxurre handiek materiala hondatzeko arriskua murriztu ahal izango da.

Zehatzago, eraikuntzetan transformatorrentzat neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoa aplikatzean, lehendabizi, txintxurre resistentzia balio osoa zehaztea beharrezkoa da. Ohm-en legearen arabera, txintxurre resistentzia balioa korronte txintxurrearekin eta txintxurre tensioarekin alderantzikotzat dago. Beraz, neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoaren txintxurre resistentzia balioa aukeratzean, lehendabizi, formula hau erabiliko da:

Formula honetan, R₀ txintxurre resistoren resistentzia balioa adierazten du; U₀ eraikuntzetan dagoen elektrikoki sisteman dagoen tenperatura batezbesteko orokorra; I₀ neutral puntuaren resistoretan pasatzen den korrontea. Formula (1)aren kalkuluaren arabera, korronte txintxurre handiak murrizteko eta transformatorren gaineko eragina handiegia saihesteko txintxurre resistentzia balio osoa aukeratu behar da.

Jarraian, txintxurre hilabidea duten parametroak, hala nola, sekuilua eta materiala, zehazten dira. Txintxurre hilabidearen materialak, konduttibotasun handia eta korrosioaren aurrepasara gaitasun handia izan behar du, bere egoera eta fiabletasuna bermatuz. Ikerketa honetan, eraikuntzetan transformatorren txintxurrearen egoera erreala osoan hartuta, tintearen kobre hilabidea aukeratu da, material horrek konduttibotasun ona, konexio erraza eta korrosioaren aurrepasara gaitasun handia ditu, horixe neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoaren eskumenak betetzen ditu.

Txintxurre hilabidearen sekuilua zuzenean eragin duen txintxurre hilabidearen resistentzia balioa, hala ere, txintxurrekorrontearen eragina. Beraz, txintxurre hilabidearen sekuilua zuzena formula hauetan oinarrituta aukeratu behar da:

Formula honetan, S neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoaren txintxurre hilabidearen sekuilua; η neutral puntuaren txintxurre resistentzia eta transformatorren txintxurre resistentzia arteko erlazio koefizientea; T txintxurre hilabidearen onartutako tenperatura handiak. Azkenik, txintxurre elektroden itsasontziegoa zehaztu behar da. Txintxurre elektrodea ekidinetan egon dadin, bere itsasontziegoa eraikuntzetan dagoen gelamendu geratzen den edozein tenperaturatik goitik izan behar da, horixe txintxurre sistema osoaren fiabletasuna eta segurtasuna bermatuz.

Beraz, eraikuntzetan transformatorren txintxurrea egitean, neutral puntuaren txintxurre baxuko resistenzia metodoa erabili da, txintxurre parametroen ezarpen arrazoitsua, hala nola, resistentzia balioa, txintxurre hilabidearen sekuilua, materiala eta txintxurre elektroden itsasontziegoa, transformatorren funtzionamendu estabilizatua lortzeko oinarria emanda.

2 Transformatoriaren Txintxurre Babesei Buruzko Plangintza Diseinua

Testuaren arabera, eraikuntza lekuan erabilitako transformagailuen iturriko babes tekniketan, puntu neutroaren gorputz ohitua oso gutxi duen lotura metodoa erabiltzen da. Metod honek transformagailuaren iturriko korrontea gorputz ohitua oso gutxiko bidez kontrolatzen du. Transformagailuak egiten dituen lanerako hainbat arazo gertatu daitezke, eta arrazoi gehienetan bat-phaseko iturrizko arazoa gertatzen da. Bat-phaseko iturrizko arazoa esan nahi du transformagailuaren fase baten biraka eta lurra arteko konexio laburra dela, beste bi fasetan lan normala jarraitzen dutenean. Arazo honek transformagailuaren puntu neutroaren potentziala aldatzen du, horrek hiru phaseko korronteen desorekatzea eragiten du. Ezaugarri hau erabiliz, transformagailuetarako hiru phaseko korronte desorekatzearen oinarritutako babes plangintza proposatzen da:

Lehena zero-sekuenzeko zatia I babesa da, bere kalkulurako formula honakoa da:

Formula honetan, I₁ adierazten du eraikuntzetako transformagailuentzako zero-sekuenzeko babesaren ekintza-ekintza korrontea; γ₁ adierazten du fidagarritasun koefizientea; γ₂ adierazten du zero-sekuenzeko adar koefizientea; I₂ adierazten du eraikuntzetako transformagailuaren ondorengo osagaien zero-sekuenzeko babesaren ekintza-korrontea. Formula (3)ren arabera zero-sekuenzeko zatia I babesaren korronte-balioa kalkulatzean, zatia I babesaren ekintza-denbora arrazoi-hurrengo zero-sekuenzeko babesaren ekintza-denborarekin 0,5 segundo luzeago ezartzen da.

Hurrengo zero-sekuenzeko zatia II babesa da. Bere babes-korronte balioa kalkulatzeko formula zatia I zero-sekuenzeko babesarreko formularekin bat dator, hau da, korronte-babesa ere formula (3)ren arabera lortzen da, baina ekintza-denbora desberdina da, zatia I zero-sekuenzeko babesaren ekintza-denborarekin 0,3 segundo gehiago beharrezkoa izan daitezen.

Azkenik, zero-sekuenzeko tenperatura babesa dago. Eraikuntzetako transformagailuak bat-phaseko iturrizko arazoen unean, puntu neutroak bere jatorrizko sendotasuna galdu dezakeela kontuan hartuta, zero-sekuenzeko tenperatura babesaren ekintza-tentsioa bat-phaseko iturrizko arazoen unean babes instalazio puntuan agertzen den tentsio maximoaren azpitik egon behar du. Zero-sekuenzeko tenperatura babesaren tentsio-balioa hurrengo formularen arabera askotan ezartzen da:

Formula honetan, U₁ adierazten du zero-sekuenzeko tenperatura babesaren ekintza-tentsioa; U₂ adierazten du hiru segundarrak diren bornen tentsio orekatua.

Beraz, hiru phaseko korronte desorekatzearen osoa babes plangintza osatzeko, zerrenda luze bat daude, zero-sekuenzeko zatia I, zero-sekuenzeko zatia II eta zero-sekuenzeko tenperatura babesentzako kalkulurako formulak barne. Formulak hauen deribazioa eta aplikazioa lagungarri izango dira eraikuntzetako bat-phaseko iturrizko arazoen mota eta handitasuna zehazteko. Babes plangintza hau ezinbestekoa da bat-phaseko iturrizko arazoen kokapena eta isolamendua azkar egin, baita iturrizko arazoen eraginak dituzten indarraren iturriak uzteko probabilitatea murriztea. Hala ere, puntu neutroaren gorputz ohitua oso gutxi duen lotura metodoarekin bat, eraikuntzetako transformagailuentzako osoa babes egitura sortzen da, transformagailuen segurtasuna babesteko.

3 Esperimentu Analisia

Eraikuntzetako transformagailuen iturriko babes tekniketaren efektibitatea frogatzeko, kapitulu honetan elektrizitate sistemaren simulazio softwarea PowerFactory erabiliko da transformagailuaren iturriko babes simulazio esperimentuak egin. Lehenik, simulazio softwarean eraikuntza elektrikoko sisteman modeloa sortuko da, hau nagusiki transformagailuak, tensio altu eta beherako lerroak, kargak eta beste tresnak barne. Taula 1 erakusten ditu esperimentuaren transformagailuaren modeloa eta parametro espetsifikak.

Transformatorren espezifikoki egiturak Figura 1ean erakusten da.

Ondoren, transformatoraren lurreko babeseko simulazio-esperimentuak egin ziren hiru lurratzeko modu desberdinetan: puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia baxuko lurratzeari, puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia altuari eta puntu neutroaren lurratzeari arkua kendu duen spiraletari. Lurratzeko moduen ezarpenetan, puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia baxuarentzat, errezistentzia txiki bat hautatu zen, bere balioa 0,5 Ω izanik, lurratzeko errezistentzia baxuen efektua simulatzeko; puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia altuentzat, errezistentzia handiago bat hautatu zen, bere balioa 10 Ω izanik, lurratzeko errezistentzia altuen ezaugarriak simulatzeko.

Esperimentuan, transformatorrek uneko faltatik lurratzeko korronteen mailak simulatu ziren. Faltaren kokapuna transformatorren alde baxuko tenperatura-lerro baten erdigunean ezarri zen, faltaren errezistentzia 100 Ω izanik faltatik lurratzeko errezistentzia simulatzeko. Faltaren simulazio-prozesuan, datuen hartze-sistema datu-samplaketarako hazten dena erabili zen lurratzeko korronte-datuak bilatzeko, samplaketa-maiztasuna 1000 aldiz sekunduan ezarriz lurratzeko korronteen aldaketen xehetasunak jasotzeko.

Faltaren unerako lurratzeko korronte-balioa erregistratzeari gehiago, faltaren ondoren 0,1 s, 0,5 s, 1 s, 5 s eta 10 s dituzten denbora-puntuen artean ere erregistratu ziren, lurratzeko korronteen aldaketak denboraren arabera ikusteko. Esperimentu-emaitzen azarrekoak saihesteko, lurratzeko korronte-datuak 10 aldiz erregistratu ziren, batezbestekoa emaitza final bezala hartuz. Figura 2 transformatorren lurratzeko babeseffektuen konparaketa lurratzeko modu desberdinetan ematen du.

Figura 2tik ikus daiteke, simulazio-analisiak transformatorek uneko faltatik lurratzeko korronteen ezaugarritasunak konparatu ditu puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia baxu, errezistentzia altu eta arkua kendu duen spiraletan. Emaitzak adierazten dute, transformatorek uneko faltatik lurratzeko puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia baxuaren arnaskoan, lurratzeko korrontea handiagoa dela puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia altu eta arkua kendu duen spiraletan baino. 

Ezarritako lurratzeko babese-teknologiaren arabera, transformatorren lurratzeko korronte-batezbestekoa 70,11 A izan zen, kontrol-taldeko teknologietako korrontearekin alderatuta 43,44 A eta 21,62 A gehiago izanik. Honek laguntzen du faltaren puntuan arkuaren intentsitatea murriztea eta faltaren auto-kenduradura-gaitasuna abiaraztea. Beraz, ezarritako lurratzeko babese-teknologia oso exekutiboa eta fidagarria da, eraikin-lekuetan transformatorek uneko faltatik lurratzeko praktikan aplikatzeko, transformatorek erabilera-segurtasuna babesteko.

4.Irtenburua

Eraikin-lekuetan transformatorek lurratzeko babese-teknologia zerrendako bero ordena berokoa proposatzen du puntu neutroaren lurratzeko errezistentzia baxuen metodoaren gainean. Konparazio-esperimentuetan, diseinatutako lurratzeko babese-teknologiaren aukerakotasuna frogatu da transformatorek uneko faltatik babesteko nagusi. Ezarritako teknologiak arrakasta batzuk dituena ere, limitazio batzuk daude. Adibidez, esperimentu-baldintzak eta datu-laginkak ez dira nahiko orokorrak, ondorioen orokortasuna frogatzeko lan gehiago beharrezkoa da.

Ikerketa futuroan honako espazio hauei zentzua eman zaitezke: lehenik, esperimentuen eremua hedatzea eta datu-laginkak gehitzea ondorioen zehaztasuna eta orokortasuna hobetzeko; bigarrenik, beste babese-esquematik eta teknologiak ulertzeko ikerketa sakonak egitea, transformatorek lurratzeko babese-modu gehiago eta fidagarriago aurkitzeko; azkenik, praktikan ingeniaritzarekin elkarrekin, babese-tresna eta sistemen prestazio handiagoak garatzea.