Конструкция жерде трансформаторлардың жергіршік қорғау технологиясының талдауы

Азырғы уақытта Қытай бұл салада белгілі бір жетістіктерді жасады. Байланыс литературасы атом электростанциясының төмен напрямдагы электр жүйесіндегі жерге жолаушылықты қорғау үшін типтік конфигурациялық схемаларды құрып, оларды ескере отырып, атом электростанциясының төмен напрямдагы электр жүйесіндегі жерге жолаушылықтар негізінде трансформатордың нөлдік сәттілікті қорғауының қате жұмыс істеуіне әкелген мезгілдерді талдап, қатаң себептерін анықтады. Осы типтік конфигурациялық схемалардың негізінде атом электростанциясының көмекші электр жүйесіндегі жерге жолаушылық қорғау шешімдерін жетілдіру ұсынылымдары ұсынылған.

Байланыс литературасы дифференциалды ағым және қамтамасыз ету ағымының өзгеру паттернілерін изучдей, дифференциалды ағым мен қамтамасыз ету ағымының қатынасын есептеу арқылы, бұл жолаушылық шарттарында басты трансформатордың пропорционалды дифференциалды қорғауының адаптивтілігіне сандық талдау жүргізілді.

Осылайша, жоғарыда айтылған әдістер әлі де көптеген проблемалардың шешімін талап етеді. Мысалы, өте жоғары жерге қарсылық, жерге әдістерін туындау қате, және жылқытын қорғау үшін жетіспейтін жерге қорғау шешімдері - бұл аймақтар трансформаторлардың жоюына және хабарлау қауіптеріне әкелуі мүмкін. Сондықтан, трансформаторлардың жерге қорғау технологияларын жобалау аймақтарында тығыздығымен зерттеу және талдау жүргізуді, сонымен қатар, жаңартылған зерттеу нәтижелері мен технологиялық өнімдерін енгізу қажет.

Бұл зерттеу арқылы, не трансформаторлардың жерге қорғау технологияларының теориялық деңгейін жою, не де нақты және іске асулы шешімдер мен әдістерді реальды жобалар үшін ұсыну мүмкін. Бұл зерттеудің, трансформаторлардың жерге қорғау технологияларына қосымша назар және маңыздылық беруге, сонымен қатар, бұл аймақтың өсуіне ықпал етуі келісіміз.

1 Трансформатордың жерге әдісін анықтау

Традиционды трансформатордың нейтраль нүктесінің туындау әдісі кейбір шарттарда өте жоғары коротко-ағымдардың пайда болуына әкелуі мүмкін, бұл құрылғылардың жоюына әкелуі мүмкін. Сондықтан, нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындау әдісі ұсынылады. Нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындауы - бұл трансформатордың жерге ағымын басқару үшін трансформатордың нейтраль нүктесі мен жер арасына төмен қарсылықты қосу арқылы жеткізілетін эффективті трансформатордың жерге әдісі. Бұл жерге әдіс, трансформатордың жерге ағымының өлшемін регулировать және жылқытын және өте жоғары напрямның трансформаторға әсерін азайту арқылы, иштеу стабилдігін жоюға, сонымен қатар, коротко-ағымдарды шектеу және құрылғылардың жою ықтималдығын азайтуға ықпал етуі мүмкін.

Сонымен, трансформаторлардың жерге әдісін жобалау аймақтарында нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындауын қолдану үшін, алдымен қарсылықтың құрамдық мәнін анықтау қажет. Ом заңына қарай, қарсылықтың құрамдық мәні жерге ағымына және жерге напрямға кері пропорционалды. Сондықтан, нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындау әдісі үшін қарсылықтың құрамдық мәнін таңдау кезінде, қарсылықтың құрамдық мәнін анықтау қажет, оның есептеу формуласы мынадай:

Формулада, R₀ - жерге қарсылықтың құрамдық мәнін білдіреді; U₀ - жобалау аймағындағы электр жүйесінің орташа номиналды напрямды білдіреді; I₀ - нейтраль нүктесінің қарсылығы арқылы өтетін ағымды білдіреді. Формула (1) бойынша есептеулердің нәтижесінде, коротко-ағымдарды шектеу үшін қолданылатын, бірақ трансформаторға өте зор әсерін азайтуға ықпал етуі мүмкін, адекватті қарсылықтың құрамдық мәнін таңдау қажет.

Келесі этап - жерге қабырғаның өлшемі және материалын анықтау. Жерге қабырғаның материалы да өте жақсы өткізгіштік және қышқырлауға қарсы қабілетті болуы қажет, оның өмірлік мезгілі мен ынтымақтылығын қамтамасыз ету үшін. Бұл зерттеуде, трансформаторлардың жерге қорғауының жобалау аймақтарындагы нақты шарттарын ескере отырып, тинленген мисіз қабырғаны жерге қабырға ретінде таңдады - бұл материал, өте жақсы өткізгіштікке, қолайлы қабырғалауға және қышқырлауға қарсы қабілетке ие, ол нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындау әдісінің талаптарына толық сай келеді.

Жерге қабырғаның өлшемі оның қарсылықтың құрамдық мәніне ықпал етеді, бұл да жерге ағымына ықпал етеді. Сондықтан, нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындау әдісі үшін жерге қабырғаның өлшемін таңдау үшін, мынадай формула қолданылады:

Формулада, S - нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындау әдісіндегі жерге қабырғаның өлшемін білдіреді; η - нейтраль нүктесінің жерге қарсылығы мен трансформатордың жерге қарсылығының қатынасының коэффициентын білдіреді; T - жерге қабырғаның мүмкін өткізгіш температуралық өсімдігін білдіреді. Содан кейін, жерге электродының жерге қойылуын анықтау қажет. Жерге электродының қатынасын қиын шарттарда стабилді қамтамасыз ету үшін, оның жерге қойылуы жобалау аймағындағы қарынды жер қабатының қалыптасқан қабатынан асқан қойылуы қажет, осы арқылы жерге системағының ынтымақтылығы мен қауіпсіздігін толық қамтамасыз ету мүмкін.

Жалпысынан, трансформаторлардың жерге қорғауын жобалау аймақтарында қолдану үшін, нейтраль нүктесінің төмен қарсылықты туындау әдісі қолданылады, жерге параметрлерінің адекватті қостырылуы, қарсылықтың құрамдық мәні, жерге қабырғаның өлшемі, материалды таңдау және жерге электродының жерге қойылуы, трансформаторлардың жобалау аймақтарында стабилді иштеу үшін қатынасын қамтамасыз ету үшін қатынасын қамтамасыз ету үшін қатынасын қамтамасыз ету үшін қатынасын қамтамасыз ету үшін қатынасын қамтамасыз ету үшін қатынасын қамтамасыз ету үшін.

2 Трансформатордың жерге қорғау әдісін зерттеу

Бұл мазмұнға сәйкес, нейтральдың төмен қарым-қатынасына басқыту әдісі курылыс жерлеріндегі трансформаторлардың басқыту қорғау технологиясында қолданылады. Бұл басқыту әдісі трансформатордың басқыту ағымын төмен қарым-қатынар арқылы ерекше басқарады. Трансформатордың іске қосылуының арқылы артқыра алған әртүрлі дефекттер болуы мүмкін, олардың ең көп кездесетіні - бір фазадағы земле басқыту дефекті. Бір фазадағы земле басқыту дефекті - бұл трансформатордың бір фазасы мен земле арасындағы кишлоо, басқа екі фаза нормалды түрде жұмыс істейді. Бұл дефект трансформатордың нейтральдық нүктесіндегі потенциалды өзгертеді, сонымен үш фазадағы ағымдардың теңсіздігі пайда болады. Бұл қасиеттен бастап, трансформаторларда үш фазадағы ағымдардың теңсіздігіне негізделген қорғау жобасы ұсынылады:

Бірінші - бұл нөлдік реттеу I қорғауы, оның параметрлерін есептеу формуласы мынадай:

Формулада, I₁ - курылыс жерлеріндегі трансформаторлардың нөлдік қорғау ағымының маңызды шамасы; γ₁ - ықтималдық коэффициенті; γ₂ - нөлдік тармактың коэффициенті; I₂ - курылыс жерлеріндегі трансформаторлардың жақын компоненттерінің нөлдік қорғау ағымының маңызды шамасы. Формула (3) бойынша нөлдік реттеу I қорғауы үшін ағымды есептегеннен кейін, реттеу I қорғауының іске қосылу уақыты келесі деңгейдегі нөлдік қорғау үшін қосымша тәуелсіз 0.5 секундтан ұзын болады.

Келесі - бұл нөлдік реттеу II қорғауы. Оның қорғау ағымының есептеу формуласы нөлдік реттеу I қорғауының формуласымен бірдей, яғни қорғау ағымы да формула (3) бойынша алынатын болса, бірақ іске қосылу уақыты әртүрлі, нөлдік реттеу I қорғауының іске қосылу уақытына қосымша 0.3 секундтан ұзын болады.

Соңғы - бұл нөлдік напряжение қорғауы. Курылыс жерлеріндегі трансформаторларда бір фазадағы земле басқыту дефектілерінің арқылы нейтральдық нүкте өзінің өзінде қалаушы сезімділігін жеңілдетуі мүмкін, сондықтан нөлдік напряжение қорғауының іске қосылу напряжение деңгейі, бір фазадағы земле басқыту дефектілерінің арқылы қорғау орнында пайда болатын ең үлкен нөлдік напряжение деңгейінен төмен болуы керек. Нөлдік напряжение қорғауының напряжение деңгейі в основном төмендегі формуланы бойынша анықталады:

Формулада, U₁ - нөлдік напряжение қорғауының іске қосылу напряжение деңгейі; U₂ - үш құрылғының вторичтік обмоткаларының рейтингдік напряжение деңгейі.

Жалпырақ, толық үш фазадағы ағымдардың теңсіздігінің қорғау жобасын құру үшін, нөлдік реттеу I, нөлдік реттеу II және нөлдік напряжение қорғауының есептеу формулалары сияқты татаң түрде есептеулер қажет. Бұл формулалардың шығарылуы және қолданылуы курылыс жерлеріндегі бір фазадағы земле басқыту дефектілерінің түрі мен қатыстығын дәлірек анықтауға көмектеседі. Бұл қорғау жобасы земле басқыту дефектілерін тез табу және бөлісу үшін, сондай-ақ земле басқыту дефектілерінің арқылы электр энергиясының өтуінің тоқтауының ықтималдығын азайтуға мүмкіндік береді. Сол сияқты, төмен қарым-қатынасқа нейтральды басқыту әдісімен бірге, курылыс жерлеріндегі трансформаторлар үшін толық земле басқыту қорғау структурасы қалыптасады, бұл трансформаторлардың қауіпсіз іске қосылуына қатысты қатынаулы қорғау береді.

3. Эксперименттік талдау

Бұл глава курылыс жерлеріндегі трансформаторлардың земле басқыту қорғау технологиясының ықтималдығын тексеру үшін, PowerFactory электр системасы симуляция программасын қолданып, трансформаторлардың земле басқыту қорғау симуляция эксперименттерін жүргізеді. Алдымен, симуляция программасында курылыс жерлеріндегі электр система модельі құрылады, ол негізінен трансформаторлар, жоғары және төмен напряжение линиялары, жүктер және басқа құрылғыларды қамтиды. Кесте 1 эксперименттік трансформаторлардың модельдері мен параметрлерін көрсетеді.

Трансформатордың айырмашылық структурасы 1-ші суретте көрсетілген.

Содан кейін, трансформатордың жерге қосу қорғау симулациялық эксперименттері үш әртүрлі жерге қосу әдістері бойынша жүргізілді: нейтраль нүктенің төмен қарым-қатынасымен жерге қосу, нейтраль нүктенің жоғары қарым-қатынасымен жерге қосу және дуганы басу спиралымен жерге қосу. Жерге қосу әдістерін орнатқанда, нейтраль нүктенің төмен қарым-қатынасымен жерге қосу әдісі үшін қарым-қатынасының мәні 0,5 Ом деп белгіленген, төмен қарым-қатынасымен жерге қосу эффектін симулировать етудің мақсатында; нейтраль нүктенің жоғары қарым-қатынасымен жерге қосу әдісі үшін қарым-қатынасының мәні 10 Ом деп белгіленген, жоғары қарым-қатынасымен жерге қосу қасиеттерін симулировать ету үшін.

Эксперимент жүргізілуінде, трансформатордың бір фазалық жерге қосу қателерінің шартындағы жерге қосу ағымының деңгейлері симулированылды. Қате конкретті орны трансформатордың төмен фазалық жолының ортасында белгіленген, қате қарым-қатынасы 100 Ом деп белгіленген, қате уақытында жерге қосу қарым-қатынасын симулировать ету үшін. Қате симуляция процессінде, жоғары семплерлеу шығынды қамтамасыз ету жүйесі пайдаланылды, семплерлеу дауысы 1 секунда сайын 1000 рет болып белгіленген, жерге қосу ағымындағы жұлдызды өзгерістерді қамтамасыз ету үшін.

Қате пайда болған уақыттағы жерге қосу ағымының мәнін жазуынан тырыс, қате пайда болғаннан кейінгі 0,1 с, 0,5 с, 1 с, 5 с және 10 с уақыттарындағы көптеген уақыт нүктелері белгіленді, әртүрлі уақыт нүктелерінде жерге қосу ағымының өзгерістерін байқау үшін. Эксперимент нәтижелеріндегі кездейсоқтықты жеңілдету үшін, жерге қосу ағымының деректері 10 рет жазылды, орташа мән соңғы эксперимент нәтижесі деп алынды. 2-ші сурет әртүрлі жерге қосу әдістері бойынша трансформатордың жерге қосу қорғау нәтижелерінің салыстырмасын береді.

2-ші суретте көрсетілгеніндей, симуляциялық талдау трансформатордың бір фазалық қателерінде нейтраль нүктенің төмен қарым-қатынасымен, жоғары қарым-қатынасымен және дуганы басу спиралымен жерге қосу әдістері бойынша жерге қосу ағымының қасиеттерін салыстырды. Нәтижелер трансформатордың бір фазалық қате уақытында, нейтраль нүктенің төмен қарым-қатынасымен жерге қосу әдісінің жерге қосу ағымы нейтраль нүктенің жоғары қарым-қатынасымен және дуганы басу спиралымен жерге қосу әдістерінен өзгешеле отырды.

Өнеркәсіпті жерге қосу қорғау технологиясы бойынша, орташа трансформатордың жерге қосу ағымы 70,11 А болды, бұл бақылау технологияларына салыстырғанда 43,44 А және 21,62 А артық болады. Бұл қате нүктесіндегі дуганың интенсивтілігін азайтуға және қатені өзін-өзі тазалау қабілетін жеделдетуге көмектеседі. Сондықтан, өнеркәсіпті жерге қосу қорғау технологиясы ықтимал және тиімді, трансформаторлардың бір фазалық қателерінде практикалық қолданысқа ыңғайлы, трансформаторлардың құрылыс сайтарындағы иске қосу қауіпсіздігін әсерінше қорғайды.

4.Жалпылау

Құрылыс сайттарындағы трансформаторлар үшін жерге қосу қорғау технологиясы нейтраль нүктенің төмен қарым-қатынасымен жерге қосу әдісіне негізделген нөлдік тәртібден жогары ағым қорғау схемасын ұсынады. Салыстырмалык эксперименттер арқылы, өнеркәсіпті жерге қосу қорғау технологиясының трансформаторлардың бір фазалық қателеріне қарсы негізгі қорғау үшін жөндегендігі дәлелденді. Халықаралық зерттеулердің кейбір жетістіктері болғанымен, әлі де қандайда бір шектеулері бар. Мысалы, эксперименттік шарттар мен дерекқор үлгілері толық емес болуы мүмкін, нәтижелердің кеңістігін дәлелдеу үшін әлі де дәлелдеу керек.

Будущие исследования могут быть сосредоточены на следующих направлениях: во-первых, расширение объема экспериментов и увеличение числа образцов данных для повышения точности и универсальности выводов; во-вторых, углубленное изучение других схем и технологий защиты, чтобы исследовать более эффективные и надежные методы заземления трансформаторов; в-третьих, разработка устройств и систем защиты с более высокими характеристиками в сочетании с практическими инженерными приложениями.