ניתוח טכנולוגיית הגנה על מתחות באזורי בנייה

כיום, סין השיגה הישגים מסוימים בתחום זה. ספרות רלוונטית עיצבה סכמות תצורה טיפוסיות להגנה על תקלה באדמה במערכות הפצה בעומס נמוך של תחנות כוח גרעיניות. בהתבסס על ניתוח מקרים פנימיים וזרים בהם תקלות באדמה במערכות הפצה בעומס נמוך של תחנות כוח גרעיניות גרמו לתקלות בהפעלת הגנה אפס-סדרה של המרתפים, זוהו הסיבות הבסיסיות. בנוסף, הוצעו הצעות לשיפור אמצעי הגנה על תקלות באדמה במערכות חשמל עזר של תחנות כוח גרעיניות על בסיס סכמות התצורה הטיפוסיות הללו.

ספרות רלוונטית בחנה את דפוסי השינוי של זרם דיפרנציאלי וזרם מגבל, ובאמצעות חישוב היחס בין זרם הדיפרנציאל לזרם המגביל, נערכה אנליזה כמותית על התאימות של הגנה דיפרנציאלית יחסית של המרתף בתנאי התקלה אלו.

עם זאת, המתודות המוזכרות עדיין מתמודדות עם מספר רב של בעיות שזקוקות לפתרון דחוף. לדוגמה, 저נגד אדמה מוגבר, בחירת אמצעי אדמה לא מתאימה והגנות אדמה מפני ברקים בלתי מספיקות – כל אלה יכולים להוביל לתקלות במרתפים ואף לעורר תאונות בטיחות. לכן, יש לבצע מחקר וניתוח מעמיקים יותר על טכנולוגיות הגנה על אדמה של מרתפים באתר בניה, תוך שילוב מצבי מחקר ופיתוח טכנולוגי אחרונים.

באמצעות מחקר זה, ניתן לא רק להגביר את הרמה התיאורטית של טכנולוגיות הגנה על אדמה של מרתפים, אלא גם לספק פתרונות וכלי פעולה מעשיים ופרטיים עבור פרויקטים בוניים真正的翻译应继续以希伯来语完成，根据要求不包含任何非目标语言的内容。下面是更正后的翻译：

באמצעות מחקר זה, ניתן לא רק להגביר את הרמה התיאורטית של טכנולוגיות הגנה על אדמה של מרתפים, אלא גם לספק פתרונות וכלי פעולה מעשיים ופרטיים עבור פרויקטים בוניים. מקווים שהמחקר הזה ימשוך תשומת לב ותחכום נוספים של מדענים לטכנולוגיות הגנה על אדמה של מרתפים באתר הבניה, ויחד י Dunn this sentence to keep the translation in Hebrew and complete.

באמצעות מחקר זה, ניתן לא רק להגביר את הרמה התיאורטית של טכנולוגיות הגנה על אדמה של מרתפים, אלא גם לספק פתרונות וכלי פעולה מעשיים ופרטיים עבור פרויקטים בוניים. מקווים שהמחקר הזה ימשוך תשומת לב ותחכום נוספים של מדענים לטכנולוגיות הגנה על אדמה של מרתפים באתר הבניה, ויחד ייעשה לקידום התחום.

1 קביעת שיטות אדמה למרתפים

שיטה מסורתית של אדמה ישירה של נקודת האפס של המרתף יכולה לגרום לזרמי קצר-مدار מוגברים תחת תנאים מסוימים, מה שיכול להזיק לציוד. לכן, הציעו שיטת אדמה עם נגד נמוך. אדמה עם נגד נמוך היא דרך אפקטיבית של אדמה למרתף, שמגיעה לשליטה יעילת בזרם האדמה של המרתף על ידי חיבור של נגד נמוך בין נקודת האפס של המרתף לבין האדמה. שיטה זו יכולה לא רק לרגול את הגודל של זרם האדמה ולהפחית את השפעת ברקים ויתר לחץ על המרתפים, בכך שמשפרת יציבות פעולה, אלא גם מגבילה זרמי קצר-مدار ומפחיתה את הסיכון להיזקק של הציוד.

באופן ספציפי, כאשר ממלאים אדמה עם נגד נמוך למרתפים באתר הבניה, הצעד הראשון הוא לקבוע את ערך הנגד האופטימלי. בהתאם לחוק אוהם, ערך הנגד הארצי הוא הפוך לזרם האדמה ולמתח האדמה. לכן, כאשר בוחרים את ערך הנגד עבור שיטת אדמה עם נגד נמוך, על ערך הנגד להיות קודם כל מוגדר, עם הנוסחה הבאה:

בנוסחה, R₀ מייצגת את ערך הנגד של הנגד הארצי; U₀ מייצגת את המתח הממוצע הממוצע של המערכת החשמלית באתר הבניה; I₀ מייצגת את הזרם העובר דרך הנגד של נקודת האפס. בהתאם לחישוב בנוסחה (1), צריך לבחור ערך נגד אופטימלי שיכול להגביל בצורה יעילה זרם קצר-مدار תוך כדי מניעת השפעה מוגברת על המרתף.

הבא הוא קביעת פרמטרים כמו שטח החתך והחומר של הכבל הארצי. החומר של הכבל הארצי חייב להיות בעל מוליכות טובה ועמידות לקרוסה כדי להבטיח את תקופת השימוש והאמינות שלו. המחקר הזה שוקל באופן כולל את התנאים האמיתיים של אדמה של מרתפים באתר הבניה ומבחר כבל נחושת צבוע כספית כאוטובוס הארצי – חומר עם מוליכות טובה, חיבור נוח ויכולת עמידה גבוהה לקרוסה, שמקיים לחלוטין את הדרישות של שיטת אדמה עם נגד נמוך.

שטח החתך של הכבל הארצי משפיע ישירות על ערך הנגד שלו, מה המשיך להשפיע על זרם האדמה. לכן, שטח החתך המתאים של הכבל הארצי נבחר על בסיס הנוסחה הבאה:

בנוסחה, S מייצגת את שטח החתך של הכבל הארצי בשיטת אדמה עם נגד נמוך; η מייצגת את מקדם היחס בין הנגד הארצי של נקודת האפס לנגד הארצי של המרתף; T מייצגת את ההתחממות המותרת של הכבל הארצי. לבסוף, צריך לקבוע את עומק הקבורה של אלקטרודה האדמה. כדי להבטיח פעילות יציבה של אלקטרודה האדמה בסביבות קשות, עומק הקבורה שלה צריך לעבור את עובי שכבות האדמה המוקפות באתר הבניה, ובכך להבטיח באופן כולל את האמינות והבטיחות של מערכת האדמה.

לסיכום, כאשר מבצעים אדמה למרתפים באתר הבניה, אומצת שיטת אדמה עם נגד נמוך, עם הגדרות סבירות לפרמטרים של אדמה כולל ערך הנגד, שטח החתך של הכבל הארצי, בחירת חומר ועומק הקבורה של אלקטרודה האדמה, מה שמספק בסיס יציב לפעילות יציבה של המרתף במהלך הבניה.

2 תכנון תוכנית הגנה על אדמה של מרתף

לפי התוכן לעיל, בשיטות הגנה על הקרקע של מתחם בניה, מתבצעת השיטה של קרקעית נמוכה-התנגדות. שיטה זו משלבת בעיקר את ההגנה על זרם הקרקע של המרתף דרך 저נגדות נמוכה. במהלך פעילות המרתף עשויים להתרחש תקלות שונות, כאשר הנפוצה ביותר היא תקלה של חיבור אדמה חד-פאזה. תקלה של חיבור אדמה חד-פאזה מתייחסת לקצר בין סליל הפאזה אחת של המרתף לאדמה, בעוד שתי הפאזות האחרות ממשיכות לפעול כרגיל. התקלה הזו גורמת לשינוי בפוטנציאל הנקודה הנייטרלית של המרתף, מה שמוביל לחוסר איזון בזרמי שלושת הפאזות. באמצעות מאפיין זה, מציעים תוכנית הגנה מבוססת על חוסר האיזון בזרמי שלושת הפאזות של המרתף:

ראשית, הגנה חלק I של הסדרה האפסית, עם הנוסחה לחישוב ההגדרה שלה כדלקמן:

בנוסחה, I₁ מייצגת את ערך הפעולה של זרם ההגנה האפסית עבור מרתפים בבניה; γ₁ מייצגת את מקדם האמינות; γ₂ מייצגת את מקדם הסניף האפסי; I₂ מייצגת את ערך הפעולה של זרם ההגנה האפסית של רכיבים סמוכים למרתפים בבניה. לאחר חישוב ערך הזרם עבור הגנה חלק I של הסדרה האפסית לפי נוסחה (3), זמן הפעולה של הגנה חלק I הוא בדרך כלל בערך 0.5 שניות ארוך יותר משך הזמן של הגנה אפסית ברמה הבאה.

לאחר מכן, ישנה הגנה חלק II של הסדרה האפסית. נוסחת החישוב לערכה של זרם ההגנה היא אותה נוסחה כמו עבור הגנה חלק I של הסדרה האפסית, כלומר הערך של זרם ההגנה מתקבל גם הוא לפי נוסחה (3), אך זמן הפעולה שונה ודורש הגדלת זמן של בערך 0.3 שניות לעומת זמן הפעולה של הגנה חלק I של הסדרה האפסית.

לבסוף, ישנה הגנה על מתח אפסי. בהתחשב באופן כולל, במהלך תקלות חיבור אדמה חד-פאזה במרתפים בבניה, הנקודה הנייטרלית יכולה לאבד את הרגישות הטבועה בה, לפיכך מתח ההפעלה של הגנה על מתח אפסי חייב להיות מתחת למתח האפסי המרבי המופיע בנקודת ההתקנה של ההגנה במהלך תקלות חיבור אדמה חד-פאזה. ערך המתח של הגנה על מתח אפסי נקבע בעיקר לפי הנוסחה הבאה:

בנוסחה, U₁ מייצגת את מתח ההפעלה של הגנה על מתח אפסי; U₂ מייצגת את מתח הנומינלי של שלושת הסלים המשניים.

לסיכום, כדי ליצור תוכנית הגנה מלאה לחוסר איזון בזרמי שלושת הפאזות, נדרשים חישובים מורכבים רבים, כולל נוסחות חישוב עבור הגנה חלק I והגנה חלק II של הסדרה האפסית, והגנה על מתח אפסי. הדדוקציה והיישום של הנוסחאות הללו יעזורו לקבוע בצורה יותר מדוייקת את סוג ומplevel of the single-phase grounding fault in construction sites. This protection scheme can not only quickly locate and isolate grounding faults but also reduce the probability of power outage incidents caused by grounding faults. Meanwhile, combined with the neutral point low-resistance grounding method, a comprehensive grounding protection structure for transformers in construction is formed, providing strong protection for the safe operation of transformers.

3 Experimental Analysis

To verify the effectiveness of the aforementioned transformer grounding protection technology in construction sites, this chapter will use the power system simulation software PowerFactory to conduct transformer grounding protection simulation experiments. First, a building electrical system model is established in the simulation software, which mainly includes transformers, high and low voltage lines, loads, and other equipment. Table 1 presents the model and parameter specifications of the experimental transformer.

המבנה הספציפי של המומר מוצג בתרשים 1.

לאחר מכן, נוהלו ניסויים של חיקוי הגנה על ארצה של המומר באמצעות שלוש שיטות ארצות שונות: ארצה עם עמידת תנגדות נמוכה בנקודה נטרלית, ארצה עם עמידת תנגדות גבוהה בנקודה נטרלית וארצה עם סליל כיבוי קשת בנקודה נטרלית. בהגדרת שיטות הארצה, עבור שיטת הארת עם עמידת תנגדות נמוכה בנקודה נטרלית, נבחרה עמידת תנגדות בעלת ערך נמוך, ספציפית הוגדרה ל-0.5 Ω, כדי לחיקות את השפעת הארת עם עמידת תנגדות נמוכה; עבור שיטת הארת עם עמידת תנגדות גבוהה בנקודה נטרלית, נבחרה עמידת תנגדות בעלת ערך גבוה יותר, הוגדרה ל-10 Ω, כדי לחיקות את מאפייני הארת עם עמידת תנגדות גבוהה.

במהלך הניסוי, חולקו רמות הזרם לאדמה של המומר בתנאי תקלה של ארת חד-פאזה. מיקום התקלה הספציפי הוגדר באמצע קו פאזה אחד בצד הנמוך של המומר, עם עמידת תקלה שהוגדרה ל-100 Ω כדי לחיקות את עמידת הארת במהלך תקלה. בתהליך חיקוי התקלה, השתמשו במערכת איסוף נתונים בעוצמה גבוהה כדי לתעד נתונים של זרם אדמה, עם תדירות דגימה שהוגדרה ל-1000 פעמים בשנייה כדי להבטיח תפיסה של שינויים עדינים בזרם האדמה.

בנוסף לתיעוד ערך הזרם לאדמה ברגע התרחשות התקלה, הוגדרו מספר נקודות זמן, כולל 0.1 שניות, 0.5 שניות, 1 שניה, 5 שניות ו-10 שניות לאחר התרחשות התקלה, כדי לצפות בשינויים בזרם האדמה בנקודות זמן שונות. כדי למנוע אקראיות בתוצאות הניסוי, נרשמו נתונים של זרם אדמה 10 פעמים, עם ממוצע הערכים שנלקח כתוצאה סופית של הניסוי. תרשים 2 מציג השוואת תוצאות הגנה על ארצה של המומר בשיטות ארת שונות.

כפי שמוצג בתרשים 2, ניתוח החיקוי השווה את מאפייני זרם האדמה של המומר בתנאי תקלה של פאזה אחת לשיטות ארת עם עמידת תנגדות נמוכה בנקודה נטרלית, עמידת תנגדות גבוהה בנקודה נטרלית ושיטות ארת עם סליל כיבוי קשת. התוצאות מצביעות על כך שבתקלה של ארת חד-פאזה במומר, הזרם לאדמה בשיטת הארת עם עמידת תנגדות נמוכה בנקודה נטרלית הוא גבוה באופן משמעותי משיטות הארת עם עמידת תנגדות גבוהה בנקודה נטרלית והארת עם סליל כיבוי קשת בנקודה נטרלית. 

תחת טכנולוגיית הגנה על ארצה מתוכננת, היה הזרם הממוצע לאדמה של המומר 70.11 A, שהוא עלייה של 43.44 A ו-21.62 A בהתאמה בהשוואה לטכנולוגיות קבוצת הבקרה. זה עוזר להפחית את עוצמת הקשת בנקודת התקלה ומואץ את יכולת ההסרה העצמית של התקלה. לכן, טכנולוגיית הגנה על ארצה המתוכננת היא אפשרית ואמינה, מתאימה ליישום מעשי בתקלות של ארת חד-פאזה במומרים, מגנה באופן יעיל על הבטיחות הפעילה של המומרים באתר הבנייה.

4.מסקנות

טכנולוגיית הגנה על ארצה למומרים באתר הבנייה מציעה תוכנית הגנה על זרם אפס-סדרה מבוססת על שיטת הארת עם עמידת תנגדות נמוכה בנקודה נטרלית. דרך ניסויים השוואתיים, הוכח היתרון של טכנולוגיית הגנה על ארצה המתוכננת בהגנה ראשית על תקלות חד-פאזה במומרים. למרות שהושגו כמה הישגים מחקריים, עדיין יש מגבלות מסוימות. למשל, תנאי הניסוי והדגימות עשויים להיות לא מספיק מקיפים, מה שדורש אימות נוסף של אוניברסליות המסקנות.

מחקרים עתידיים יכולים להתמקד באזורים הבאים: ראשית, הרחבת תחום הניסויים והגדלת הדגימות כדי לשפר את הדיוק והאוניברסליות של המסקנות; שניית, ביצוע מחקרים מעמיקים על תוכניות הגנה אחרות וטכנולוגיות כדי לחקור שיטות הגנה על ארת מומרים יותר יעילות ואמינות; לבסוף, פיתוח מכשירי הגנה ומערכות בעלות ביצועים גבוהים יותר בשילוב עם יישומים הנדסיים מעשיים.