110 kV transformatorun nötral nöqtəsinin şimşək gərginliyi: ATP simulasiya & qoruma həlləri

Dövriyən qalıqların analizi barədə geniş ədəbiyyat mövcuddur. Ancaq, dövriyən dalğaların mürəkkətlik və təsadüfi kimi olması səbəbindən, dəqiq nəzəri təsvir hələ də çox mürəkkətdir. İnşaat təcrübəsində, qoruyucu tədbirlər elektrik sistemlərinin normativlərinə əsaslanaraq uyğun dövriyən qoruyucuları seçilərək müəyyənləşdirilir və bu proses üçün dərəcəli sənədlər mövcuddur.

Elektrikdaşıma xətləri və ya tranzit stansiyaları dövriyən darbına maraqlıdır. Dövriyən dalğalar elektrikdaşıma xətləri üzərindən tranzit stansiyalarına yayılabilir və ya tranzit stansiyası ehtiyaclarına doğrudan darbe vurarak, transformatorların neutral nöqtəsində dövriyən qalıqları yarada bilər, bu da neutral nöqtənin izolyasiyasına təhdid olar. Bu səbəbdən, dövriyən şərtlərində neutral nöqtədəki dövriyən qalığın xüsusiyyətlərini öyrənmək və qoruyucu cihazların voltaj limitləmə effektivliyini qiymətləndirmək praktiki mühümliyə malikdir [1]. Bu məqalə, ATP (Alternative Transients Program) proqramını, EMTP-nin (Electromagnetik Dövriyən Proqramı) ən çox istifadə edilən versiyasını, 110 kV tranzit stansiyası konfigurasiyasına əsaslanaraq, simulasiya araşdırması haqqında təqdim edir. Dövriyən qalığın teorisi ilə 110 kV transformator neutral nöqtəsinin izolyasiya xüsusiyyətlərinin birləşməsi vasitəsilə, müxtəlif dövriyən dalğa şərtləri altında neutral nöqtədə dövriyən qalığın simulasiyası aparılır. Simulasiya nəticələri müqayisə edilir və neutral nöqtədə dövriyən qalığın azaldılması üçün təkliflər verilir.

1. Teorik Analiz

1.1 Elektrikdaşıma Xətlərinə Dövriyən Darbı

Hava elektrikdaşıma xəti dövriyənə darb edildikdə, bir dalga kondüktör üzərində yayılır [1]. Tranzit stansiyalarında, bir çox qısa bağlanma xətləri (məsələn, transformatorlardan şinal şerəflərinə və ya dövriyən qoruyucularına olan bağlantılar) dövriyən darbının çox qısa müddəti nəticəsində elektrikdaşıma xətlərinə oxşar davranır. Bu xətlər sürətli dalga yayılışı, yansıma və refraksiya proseslərini göstərir və bu da daimi dövriyən qalığı yaradır, bu qalığın amplitudları çox yüksəkdir və təchizatı zədələyə bilər.

1.2 Dövriyən Şərtlərində Y-Bağlı Transformator Bobinlərinin Parametrlərinin Analizi

Üçfazlı transformator bobinləri adətən Y, Yo və ya Δ konfigurasiyalarda bağlanır. İşləmə zamanı, dövriyən darbı bir, iki və ya hətta üç fazdan gələ bilər [1]. Bu məqalə Y-bağlı bobinlərə diqqət yetirir, çünki yalnız belə konfigurasiyaların erişilə bilən neutral nöqtəsi var. Transformator Yo-bağlı olarsa və fazlar arasında mutual bağlanma nəzərə alınmasa, bir, iki və ya üç fazdarba gəldikdə, sistem üç müstəqil bobin kimi analiz edilə bilər ki, onların uc noktaları qədərdir.

2. 110 kV Transformator Neutral Nöqtələrinin Izolyasiya Vəziyyəti

110 kV transformatorların neutral nöqtələri dərəcəli izolyasiya ilə təmin edilmişdir, 35 kV, 44 kV və ya 60 kV səviyyələrində. Hazırda, istehsalçılar əsasən 60 kV neutral nöqtə izolyasiyası olan transformatorları istehsal edirlər. Fərqli izolyasiya səviyyələri fərqli dielektrik dayanım imkanlarına malikdir, Baxış 1-də göstərilmişdir. Praktiki şərtlər, izolyasiyanın yaşlanması və daimi voltaj üçün təhlükəsizlik payı nəzərə alınaraq, düzəliş koeffisiyentləri tətbiq olunur. Dövriyən darbı dayanım payı koeffisiyenti 0,6 və daimi voltaj dayanım payı koeffisiyenti 0,85 olaraq qəbul edilir [1], bu da Baxış 1-dəki referens dayanım dəyərlərinə gətirir.

Baxış 1 Neutral Nöqtələrin İzoalt Dayanım Səviyyələri / Referens Dayanım Dəyərləri

3. Simulasiya və Hesablama

110 kV tranzit stansiyasını nəzərə alsaq, burada iki transformator (Y/Δ) paralel rejimdə işləyir, iki 110 kV gələn xətt və dörd 35 kV gedən xətt var. Birxətlilik şəkili Şəkil 1-də göstərilmiştir. Tək fazada yerləşdirilməsi qalığı və məlumatараметры молнии и подстанции остаются такими же, как определено ранее. Расчеты проводятся с использованием стандартных параметров молнии (1.2/50 μs) с амплитудами 50, 100, 200 и 250 кА. Волновое сопротивление канала молнии принимается равным 400 Ом.

3.2.2 Расчет и анализ

Результаты прямого удара молнии в однофазную шину (двухфазные удары редки) при условии местного заземления и незаземленной нейтрали показаны в таблице 3 (I и II представляют случаи без и с грозозащитным устройством на нейтральной точке соответственно).

Таблица 3 Пиковые перенапряжения при местном заземлении / незаземленной нейтрали (прямой удар)

3.2.3 Анализ результатов