კონსტრუქციის ადგილებზე ტრანსფორმატორის გრძედის დაცვის ტექნოლოგიის ანალიზი

ამჟამად ჩინეთმა ამ სფეროში კერძო წარმატებები უკვე განიხილა. შესაბამისი ლიტერატურა დიზაინირებულია ტიპიური კონფიგურაციის სქემებით დარტყმის დაცვისთვის ატომენერგეტიკის დაბალი დარტყმის დისტრიბუციის სისტემებში. ანალიზის შედეგად ქვეყნიდან და საერთაშორისო შემთხვევებიდან, როდესაც დარტყმის შეცდომებმა ატომენერგეტიკის დაბალი დარტყმის დისტრიბუციის სისტემებში გამოიწვია ტრანსფორმატორის ნულოვანი სექვენციის დაცვის შეცდომები, განისაზღვრა მისი ძირითადი მიზეზები. ამის გათვალისწინებით, შემოთავაზებული არის უკეთესი დარტყმის დაცვის ზომები ატომენერგეტიკის დამხმარე ენერგეტიკის სისტემებში ამ ტიპიური კონფიგურაციის სქემების ფუნდამენტზე.

შესაბამისი ლიტერატურა შესწავლის დიფერენციალური და შეზღუდვის დენის ცვლილების პატრონებს და შემდეგ, დიფერენციალური და შეზღუდვის დენის შეფარდებით დახარჯული კვანტიტატიური ანალიზი მთავარი ტრანსფორმატორის რაციონალური დიფერენციალური დაცვის შესაბამისობის შესახებ ასეთ შეცდომაზე დაყრდნობით.

თუმცა, აღნიშნული მეთოდები ჯერ კიდევ შეერთებული არიან რამდენიმე პრობლემით, რომლებიც საჭიროებენ საუკეთესო გადაწყვეტილების შესახებ. მაგალითად, ზედმეტი დარტყმის რეზისტენცია, არასწორი დარტყმის მეთოდების არჩევა და არასაკმარისი შეზღუდვის დარტყმის ზომები—ეს ყველა ისეთი პრობლემაა, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს ტრანსფორმატორის შეცდომები და მისი შედეგები უსაფრთხოების შეცდომებს. ამიტომ, აუცილებელია უფრო ღრმა კვლევა და ანალიზი ტრანსფორმატორის დარტყმის დაცვის ტექნოლოგიებზე სამშენებლო ადგილებზე, შემოსავალი უახლესი კვლევითი შედეგებით და ტექნოლოგიური დეველოპმენტით.

ამ კვლევის შედეგად, არ მხოლოდ შეიძლება გაზრდილი იქნება ტრანსფორმატორის დარტყმის დაცვის ტექნოლოგიების თეორიული დონე, არამედ შეიძლება შეიქმნას პრაქტიკული და შესაძლებელი გადაწყვეტილებები და ზომები აქტუალური სამშენებლო პროექტებისთვის. იმედია, რომ ეს კვლევა შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მეტი ყურადღება და აქცენტი ტრანსფორმატორის დარტყმის დაცვის ტექნოლოგიებზე სამშენებლო ადგილებზე, ერთად ამ სფეროს დეველოპმენტის შესახებ.

1 ტრანსფორმატორის დარტყმის მეთოდების დადგენა

ტრადიციული ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დირექტული დარტყმის მეთოდი შეიძლება გამოიწვიოს ზედმეტი მარტივი დარტყმის დენი რამდენიმე შემთხვევაში, რითაც შეიძლება დაზიანდეს დევისი. ამიტომ, შემოთავაზებული არის ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმის მეთოდი. ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმა არის ეფექტური ტრანსფორმატორის დარტყმის მეთოდი, რომელიც აღწევს ტრანსფორმატორის დარტყმის დენის ეფექტურ კონტროლს დაბალი რეზისტენციის დაკავშირებით ტრანსფორმატორის ნეიტრალურ წერტილს და დედამიწას. ეს დარტყმის მეთოდი არ მხოლოდ შეიძლება რეგულირებდეს დარტყმის დენის სიდიდეს და შემცირდეს გრომატების და გადატვირთვის დარტყმის ტრანსფორმატორზე შეზღუდვა, ასევე შეიძლება შეზღუდოს მარტივი დარტყმის დენი და შემცირდეს დევისის დაზიანების რისკი.

კონკრეტულად, როდესაც ხდება ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმა ტრანსფორმატორებზე სამშენებლო ადგილებზე, პირველი ეტაპი არის შესაბამისი დარტყმის რეზისტენციის მნიშვნელობის დადგენა. ჰომის კანონის მიხედვით, დარტყმის რეზისტენციის მნიშვნელობა არის პროპორციული დარტყმის დენის და დარტყმის ვოლტაჟის შეფარდების შექცეული. ამიტომ, როდესაც არის შერჩეული დარტყმის რეზისტენციის მნიშვნელობა ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმის მეთოდისთვის, პირველად უნდა დაიდგინოს რეზისტენციის მნიშვნელობა, რითაც შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი ფორმულით:

ფორმულაში, R₀ წარმოადგენს დარტყმის რეზისტორის რეზისტენციის მნიშვნელობას; U₀ წარმოადგენს სამშენებლო ელექტროსისტემის საშუალო ნომირებული ვოლტაჟს; I₀ წარმოადგენს ნეიტრალური წერტილის რეზისტორის დიამეტრში დანარჩენ დენს. ფორმულა (1) -ის გამოთვლის მიხედვით, უნდა შეირჩეს შესაბამისი დარტყმის რეზისტენციის მნიშვნელობა, რომელიც შეიძლება ეფექტურად შეზღუდოს მარტივი დარტყმის დენი და არ შექმნას ზედმეტი ტრანსფორმატორზე შეზღუდვა.

შემდეგი არის დარტყმის კაბელის მოცულობის და მასალის პარამეტრების დადგენა. დარტყმის კაბელის მასალა უნდა იყოს მაღალი დენის და კორროზიის შეზღუდვის შესაძლებლობებით დარწმუნებული იყოს მისი სარგებელი და დამახასიათებელი შესაძლებლობები. ეს შესახებ შესაბამისი კვლევა კომპლექტურად ითვლის ტრანსფორმატორის დარტყმის აქტუალურ პირობებს სამშენებლო ადგილებზე და შერჩევილი არის სანითრი ბრინჯი როგორც დარტყმის კონდუქტორი—მასალა, რომელიც იყენებს კარგ დენის და დარტყმის დაკავშირების შესაძლებლობებს, ასევე ძლიერ კორროზიის შეზღუდვის შესაძლებლობებს, რომელიც სრულყოფილად შესაბამისია ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმის მეთოდის მოთხოვნებს.

დარტყმის კაბელის მოცულობა დირექტულად არის დაკავშირებული მის რეზისტენციის მნიშვნელობასთან, რითაც შეიძლება შეიცვალოს დარტყმის დენი. ამიტომ, შესაბამისი დარტყმის კაბელის მოცულობა შეირჩეს შემდეგი ფორმულით:

ფორმულაში, S წარმოადგენს დარტყმის კაბელის მოცულობას ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმის მეთოდში; η წარმოადგენს ნეიტრალური წერტილის დარტყმის რეზისტენციის და ტრანსფორმატორის დარტყმის რეზისტენციის შეფარდების კოეფიციენტს; T წარმოადგენს დარტყმის კაბელის დაშვებული ტემპერატურის ზრდას. ბოლოს, უნდა დაიდგინოს დარტყმის ელექტროდის დამალვის სიღრმე. დარტყმის ელექტროდის სტაბილური ფუნქციონირების დასარწმუნებლად საშიში გარემოში, მისი დამალვის სიღრმე უნდა აღემატოს სამშენებლო ადგილის შემდეგი შეყრდნობის სიღრმეს, რითაც შეიძლება შეიქმნას დარტყმის სისტემის დამახასიათებელი და უსაფრთხოების სრულყოფილი გარანტია.

საჯამოდ, როდესაც ხდება ტრანსფორმატორის დარტყმა სამშენებლო ადგილებზე, შეირჩეს ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციის დარტყმის მეთოდი, რომელიც შეიცავს რეზისტენციის მნიშვნელობას, დარტყმის კაბელის მოცულობას, მასალის შერჩევას და დარტყმის ელექტროდის დამალვის სიღრმეს, რითაც შეიქმნება მარტივი ტრანსფორმატორის სტაბილური ფუნქციონირების დარგი.

2 ტრანსფორმატორის დარტყმის დაცვის სქემის დიზაინი

შესაბამისად ზემოთ ნაჩვენები მასალის, სამშენებლო ადგილების ტრანსფორმატორების გადაწერის დაცვის ტექნოლოგიაში გამოიყენება ნეიტრალური წერტილის დაბადებითი ძირითადი რეზისტორით გადაწერის მეთოდი. ამ გადაწერის მეთოდის მთავარი მიზანია ტრანსფორმატორის გადაწერის დენის ეფექტური კონტროლი დაბადებითი რეზისტორით. ტრანსფორმატორის მუშაობის პროცესში შეიძლება გამოჩნდეს სხვადასხვა შეცდები, ყველაზე ხშირი მათგანია ერთფაზიანი გადაწერა. ერთფაზიანი გადაწერა ნიშნავს ტრანსფორმატორის ერთი ფაზის სარტყელის და დენის შორის შემთხვევას, როდესაც დანარჩენი ორი ფაზი ნორმალურად იმუშავებს. ეს შეცდა იწვევს ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის პოტენციალის ცვლილებას და სამფაზიანი დენების არასიმეტრიულობას. ამ თვისების გამოყენებით შემოთავაზებულია ტრანსფორმატორების სამფაზიანი დენების არასიმეტრიულობის დასაცველი სქემა:

პირველია ნულოვანი სექციის I დაცვა, რომლის პარამეტრების გამოთვლის ფორმულა შედგება შემდეგნაირად:

ფორმულაში, I₁ აღნიშნავს სამშენებლო ადგილების ტრანსფორმატორების ნულოვანი დენის დაცვის მუშაობის დენის მნიშვნელობას; γ₁ აღნიშნავს დამალნების კოეფიციენტს; γ₂ აღნიშნავს ნულოვანი დენის განახლების კოეფიციენტს; I₂ აღნიშნავს სამშენებლო ადგილების ტრანსფორმატორების მეზობელი კომპონენტების ნულოვანი დენის დაცვის მუშაობის დენის მნიშვნელობას. ნულოვანი სექციის I დაცვის დენის მნიშვნელობის გამოთვლის შემდეგ ფორმულის (3) მიხედვით, სექციის I დაცვის მუშაობის დრო ჩვეულებრივ იყენება შემდეგი დონის ნულოვანი დენის დაცვის მუშაობის დროზე დამატებით დაახლოებით 0.5 წამი.

შემდეგია ნულოვანი სექციის II დაცვა. მისი დაცვის დენის მნიშვნელობის გამოთვლის ფორმულა იდენტურია ნულოვანი სექციის I დაცვის ფორმულასთან, რაც ნიშნავს, რომ დაცვის დენი იქნება გამოთვლილი ფორმულის (3) მიხედვით, მაგრამ მუშაობის დრო განსხვავდება და იქნება დამატებით დაახლოებით 0.3 წამი ნულოვანი სექციის I დაცვის მუშაობის დროზე მიმართ.

ბოლოს, არსებობს ნულოვანი დენის დაცვა. შესაბამისად, როდესაც სამშენებლო ადგილების ტრანსფორმატორებში ერთფაზიანი გადაწერა ხდება, ნეიტრალური წერტილი შეიძლება დაკარგოს თავისი სენსიტივობა, ამიტომ ნულოვანი დენის დაცვის მუშაობის ვოლტაჟი უნდა იყოს ქვემოთ მაქსიმალური ნულოვანი ვოლტაჟის მნიშვნელობის დროს დაცვის დაყენების წერტილში ერთფაზიანი გადაწერის შემთხვევაში. ნულოვანი დენის დაცვის ვოლტაჟის მნიშვნელობა განსაზღვრულია შემდეგი ფორმულით:

ფორმულაში, U₁ აღნიშნავს ნულოვანი დენის დაცვის მუშაობის ვოლტაჟს; U₂ აღნიშნავს სამი სექუნდური სარტყელის ნომინალურ ვოლტაჟს.

ჯამში, სრული სამფაზიანი დენის არასიმეტრიულობის დაცვის სქემის შესაქმნელად საჭიროა რამდენიმე რთული გამოთვლა, რომლებიც მოიცავს ნულოვანი სექციის I, ნულოვანი სექციის II და ნულოვანი დენის დაცვის ფორმულებს. ეს ფორმულების გამოყენება და გამოყვანა დაეხმარება უფრო ზუსტად დადგენას ერთფაზიანი გადაწერის შეცდის ტიპისა და სიმძიმის შესახებ სამშენებლო ადგილებში. ეს დაცვის სქემა არ მხოლოდ სწრაფად განაკუთვნის და იზოლირებს გადაწერის შეცდებს, არამედ ასევე შემცირებს დენის წყვეტის შეცდების გამომწვევ დენის წყვეტის შემთხვევების ალბათობას. ამასთანავე, ნეიტრალური წერტილის დაბადებითი ძირითადი რეზისტორით გადაწერის მეთოდთან ერთად, შექმნილია სამშენებლო ადგილების ტრანსფორმატორების სრული გადაწერის დაცვის სტრუქტურა, რომელიც მიზნია ტრანსფორმატორების უსაფრთხო მუშაობის ძალიან ძლიერი დაცვა.

3 ექსპერიმენტული ანალიზი

სამშენებლო ადგილების ტრანსფორმატორების გადაწერის დაცვის ტექნოლოგიის ეფექტურობის შესამოწმებლად ამ თავში გამოიყენება ელექტროსისტემის სიმულაციის პროგრამული უზრუნველყოფა PowerFactory ტრანსფორმატორების გადაწერის დაცვის სიმულაციის შესასრულებლად. პირველ რიგში სიმულაციის პროგრამაში არის შექმნილი შენობის ელექტროსისტემის მოდელი, რომელიც მთავრდება ტრანსფორმატორებით, მაღალი და დაბალი დარტყმის ხაზებით, ტვირთებით და სხვა მოწყობილობებით. ცხრილი 1 წარმოადგენს ექსპერიმენტული ტრანსფორმატორის მოდელს და პარამეტრებს.

ტრანსფორმატორის კონკრეტული სტრუქტურა ჩვენდაცხორციელებულია რიგით 1-ზე.

შემდეგ ტრანსფორმატორის დამატებითი დაცვის სიმულაციური ექსპერიმენტები ჩატარდა სამი სხვადასხვა დამატებითი მეთოდით: ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციით დამატება, ნეიტრალური წერტილის მაღალი რეზისტენციით დამატება და ნეიტრალური წერტილის დამატება დარჩენის წინააღმდეგობის კოილით. დამატებითი მეთოდების დაყენებისას, ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციით დამატების მეთოდისთვის დარჩენილი მცირე რეზისტენციის მქონე რეზისტორი აირჩიეს, კონკრეტულად დაყენებული 0.5 Ω, რათა დაბალი რეზისტენციით დამატების ეფექტი სიმულირებული იყო; ნეიტრალური წერტილის მაღალი რეზისტენციით დამატების მეთოდისთვის დარჩენილი დიდი რეზისტენციის მქონე რეზისტორი აირჩიეს, დაყენებული 10 Ω, რათა მაღალი რეზისტენციით დამატების ქარაქტერისტიკები სიმულირებული იყო.

ექსპერიმენტის დროს ტრანსფორმატორის დამატებითი მექანიზმის დამატებითი დენის დონეები ერთფაზიანი დამატებითი ხარვეზის დროს სიმულირებული იყო. ხარვეზის კონკრეტული ადგილი დაყენებული იყო ტრანსფორმატორის დაბალი დარჩენილი წერტილის ერთი ფაზის ხაზის საშუალებით, ხარვეზის რეზისტენცია დაყენებული იყო 100 Ω, რათა დამატებითი რეზისტენცია დამატებითი ხარვეზის დროს სიმულირებული იყო. ხარვეზის სიმულაციის პროცესში გამოიყენეს მაღალი სანახავი სისტემა დამატებითი დენის მონაცემების ჩაწერისთვის, სანახავი სიკვრის დაყენებული იყო 1000 ჯერ წამში, რათა დაუშვებელი იყო დამატებითი დენის სხვადასხვა ცვლილებების ჩაწერა.

ხარვეზის დროს დამატებითი დენის მნიშვნელობის ჩაწერის გარდა, დაყენებული იყო რამდენიმე დროის პუნქტი, მათ შორის 0.1 s, 0.5 s, 1 s, 5 s და 10 s ხარვეზის შემდეგ, რათა დამატებითი დენის ცვლილებები სხვადასხვა დროს დაინახა. ექსპერიმენტის შედეგების შემთხვევითობის დასარიცხად, დამატებითი დენის მონაცემები ჩაწერილი იყო 10 ჯერ, საბოლოო ექსპერიმენტის შედეგად გამოყენებული იყო საშუალო მნიშვნელობა. რიგით 2 მოცემულია ტრანსფორმატორის დამატებითი დაცვის ეფექტების შედარება სხვადასხვა დამატებითი მეთოდებით.

რიგით 2-ზე ჩანს, რომ სიმულაციის ანალიზი შედარებას იძლევა ტრანსფორმატორის დამატებითი დენის ხარაქტერისტიკებს ერთფაზიანი ხარვეზის დროს ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციით დამატებით, მაღალი რეზისტენციით დამატებით და დარჩენის წინააღმდეგობის კოილით დამატებით მეთოდებით. შედეგები აჩვენებს, რომ ტრანსფორმატორის ერთფაზიანი დამატებითი ხარვეზის დროს ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციით დამატებით დამატებითი დენი ნაკლებად არის ნეიტრალური წერტილის მაღალი რეზისტენციით და ნეიტრალური წერტილის დარჩენის წინააღმდეგობის კოილით დამატებით მეთოდებთან შედარებით. 

დიზაინირებული დამატებითი დაცვის ტექნოლოგიის მიხედვით, ტრანსფორმატორის საშუალო დამატებითი დენი იყო 70.11 A, რაც არის 43.44 A და 21.62 A-ით შესაბამისად ზრუნვის ჯგუფის ტექნოლოგიებთან შედარებით. ეს და่วยებს დამატებითი ხარვეზის წერტილის შესაბამისი რკინის ინტენსივობის შემცირებას და ხარვეზის თავმცემული გასუფთავების შესაძლებლობის აჩქარებას. ამიტომ, დიზაინირებული დამატებითი დაცვის ტექნოლოგია ხელმისაწვდომი და დამაჯერებელია, საშუალებას აძლევს პრაქტიკული გამოყენებას ტრანსფორმატორის ერთფაზიანი დამატებითი ხარვეზის დროს, ეფექტურად დაცვის ტრანსფორმატორის ფუნქციონირების უსაფრთხოებას შესაბამის ადგილებში.

4. დასკვნა

ტრანსფორმატორის დამატებითი დაცვის ტექნოლოგია შესაბამის ადგილებში შემოთავაზებს ნულოვანი მიმდევრობის ზედმეტი დენის დაცვის სქემას ნეიტრალური წერტილის დაბალი რეზისტენციით დამატებით მეთოდით. შედარებითი ექსპერიმენტების საშუალებით დადგენილი იქნა დიზაინირებული დამატებითი დაცვის ტექნოლოგიის უპირატესობა ტრანსფორმატორის ერთფაზიანი ხარვეზის ძირითად დაცვაში. თუმცა, რამდენიმე შემდეგი შეზღუდვა არსებობს. მაგალითად, ექსპერიმენტის პირობები და მონაცემთა ნიმუშები შეიძლება არ იყოს საკმარისი, რაც შეიძლება დასაჭირებელი იყოს შედეგების საერთო ადგილმდებარეობის დარჩენა.

მომავალი კვლევები შეიძლება დაფოკუსირდეს შემდეგ ასპექტებზე: პირველი, ექსპერიმენტების სკოპის გაფართოება და მონაცემთა ნიმუშების ზრდა შედეგების ზუსტებისა და საერთო ადგილმდებარეობის გასაუმჯობესებლად; მეორე, სხვა დაცვის სქემებისა და ტექნოლოგიების სიღრმისეული კვლევა უფრო ეფექტური და დამაჯერებელი ტრანსფორმატორის დამატებითი დაცვის მეთოდების გამოძიებისთვის; ბოლოს, უფრო მაღალი პერფორმანსის დაცვის მოწყობილობებისა და სისტემების დეველოპმენტი პრაქტიკული ინჟინერული გამოყენებებთან ერთად.