110 kV transformilo neutra punkto fulmopovoltago: ATP simulacio & protektaj solvoj

Ekzistas vasta literaturo pri la analizo de supervoltoj je transformiloj sub kondiĉoj de fulmopulso. Tamen, pro la komplekseco kaj hazardo de fulmovoltoj, preciza teoria priskribo ankoraŭ ne estas atingita. En inĝeniera praktiko, protektaj mezuroj kutime estas determinitaj laŭ kodecoj de energisistemoj per elektado de taŭgaj fulmoprotektaj aparatoj, kun abunda dokumentaro por subteno.

Transdonlinioj aŭ substacioj estas malkovraj al fulmoj. Fulmopulsoj povas propagi sin laŭ transdonlinioj en substaciojn aŭ direktan streki equipon en substacio, indukante supervoltajn je la neutralpunkto de transformilo, kio konstituas danĝeron por la izolado de la neutralpunkto. Tial, studi la karakterizojn de supervoltoj je la neutralpunkto sub fulmkondiĉoj kaj evalui la efikecon de limigantaj aparatoj havas praktikan signifon [1]. Ĉi artikolo prezentas simuladstudon uzantan la Alternative Transients Program (ATP), la plej vaste uzatan version de la Electromagnetic Transients Program (EMTP), bazitan sur la konfiguro de specifa 110 kV substacio. Kombinante teorion de fulmopulso-supervolto kun izoladaj karakterizoj de 110 kV transformil-neutralpunkto, la artikolo simulas supervoltajn je diversaj fulmovolto-kondiĉoj. La rezultoj de la simulado estas kompare analizitaj, kaj proponataj estas mezuroj por redukti supervoltajn je la neutralpunkto.

1. Teoria Analizo

1.1 Fulmo Strekanta Transdonlinion

Kiam supra-linia transdonlinio estas strekitaj de fulmo, propagas si voltpulso laŭ la kondukilo [1]. En substacioj, multaj mallongaj konektlinioj (ekzemple, konektoj de transformiloj al busbaroj aŭ fulmoprotektaj aparatoj) similas al transdonlinioj sub la tre mallonga fulmpulso. Ĉi linioj montras rapidan propagadon, reflekton, kaj refrakcion, ofte generante transiencajn supervoltajn kun tre alta amplitudo, kiuj povas damaĝi equipon.

1.2 Parametra Analizo de Y-Konektitaj Transformila Vindangoj Sub Fulmopulso

Tri-fazaj transformila vindangoj estas ĝenerale konektitaj en Y, Yo, aŭ Δ konfiguroj. Dum operacio, fulmopulsoj povas eniri tra unu, du, aŭ eĉ tri fazoj [1]. Ĉi artikolo fokusas sur Y-konektitaj vindangoj, ĉar nur tiaj konfiguroj havas akceseblan neutralpunkton. Kiam transformilo estas konektita en Yo kaj inter-faza mutua kunligo estas neglis, sive unu, du, aŭ tri fazoj estas strekitaj, la sistemo povas esti analizita kiel tri sendependaj vindangoj kun terigitaj terminaloj.

2. Izolada Kondiĉo de 110 kV Transformila Neutralpunkto

Neutralpunktoj de 110 kV transformiloj uzas gradigitan izoladon, klasifikitajn kiel 35 kV, 44 kV, aŭ 60 kV niveloj. Aktuale, produktantoj ĉefe produktas transformilojn kun 60 kV neutralpunkta izolado. Diversaj izoladaj niveloj havas variejan dielektrikan rezistanton, kiel montrite en Tablo 1. Konsiderante praktikajn kondiĉojn, izolada vetusteco, kaj sekurecmargenoj por frekvenco-energiavolto, aplikiĝas korektfaktoroj. Fulmimpulsrezistanta margenfaktoro de 0.6 kaj frekvenco-energiarezistanta margenfaktoro de 0.85 estas adoptitaj [1], konduktante al la referencrezistvaloroj en Tablo 1.

Tablo 1 IZOLADAJ REZISTNIVEL / REFERENCREZISTVALOROJ POR NEUTRALPUNKTOJ

3. Simulado kaj Kalkulo

Konsideru 110 kV substacion kun du transformiloj (Y/Δ) operaciantaj paralele, du 110 kV envenantaj linioj, kaj kvar 35 kV elvenantaj linioj. La unu-linia diagramo estas montrita en Figuro 1. Por limigi unu-fazan grundkonduktan eraron kaj redukti komunikinterferon, kutime nur unu transformilo havas sian neutralpunkton terigitan dum la alia restas neterigita. Sub fulmopulskondiĉoj, tre alta supervolto povas esti induktita je la neutralpunkto de la neterigita transformilo, kiu minacas sian izoladon. La sekvaj sekcioj prezentas simuladan analizon uzantan la ATP programon sub diversaj scenaroj.

Figuro 1 Unu-Linia Diagramo de la 110 kV Substacio

3.1 Fulmopulso Propaganta de Transdonlinioj en la Substacion

3.1.1 Elektado de Fulmovoltoparametroj

La ĉefa kaŭzo de supervolto en substacioj estas fulmopulsoj propagantaj de transdonlinioj. La maksimuma voltamplitudo sur la linio ne povas superi la U50% rezistancon de la linia izolatora ŝnuro; alie, flaskelektron okazus sur la linio antaŭ ol la pulso eniras la substacion. Ĉar la unua 1–2 km de la envenanta linio kutime estas protektata kontraŭ direkta fulmostreko, la fulmovoltoj enirantaj la substacion ĉefe originitas de strekoj ekster tiu protektata sekcio. Por fulmostrekoj ekster la substacio, la magnitudo de la fulma kurento eniranta la substacion per linioj ≤220 kV estas ĝenerale ≤5 kA, kaj ≤10 kA por 330–500 kV linioj, kun signife malpliigita steepness [15,17]. Bazitaj sur ĉi kondiĉoj, la fulmovolto estas modeligita uzante tipan duoblan eksponentan funkcion:
u(t) = k(e⁻ᵃᵗ - e⁻ᵇᵗ),
kie a kaj b estas negativaj konstantoj, kaj k, a, b estas determinitaj per la pulsamplitudo, fronttempo, kaj halttempo. Uzatas ĉi tie pika kurento de 5 kA kaj norma 20/50 μs eksponenta ondo.

3.1.2 Ekipparametroj de la Substacio

Fulmopulsoj enhavas tre altfrekvencajn harmoniojn; tial, parametroj de la substacia linio estas modeligitaj kiel distribuitaj parametroj. Ŝaltiloj, disrompiloj, kurenttransformiloj (CTs), kaj voltaj transformiloj (VTs) en la substacio estas reprezentitaj per ekvivalentaj shunt kapacitoj. La ekvivalenta eniga kapacito de la transformilo estas donita per Cₜ = kS⁰·⁵, kie S estas la tri-faza transformila kapacito. Por tensio-niveloj ≤220 kV, n=3, kaj por 110 kV transformiloj, k=540. La busbarfulmoprotektilo estas elektita kiel YH1OWx-108/290, kaj la neutralpunkta fulmoprotektilo kiel YH1.5W-72/186.

3.1.3 Kalkulo kaj Analizo

La supervolto generata je la neutralpunkto diferencas depende de ĉu ĝi estas lokale terigita aŭ neterigita. Simuladoj estas faritaj por tri scenaroj: unu-cirkvita unu-faza pulso, unu-cirkvita du-faza pulso, kaj du-cirkvita unu-faza pulso, konsiderante ambaŭ kun kaj sen neutralpunkta fulmoprotektilo. Rezultoj estas montritaj en Tablo 2.

Tablo 2 Pika Supervolto Sub Lokale Terigita / Netereita Neutrala Kondiĉo

3.1.4 Analizo de Rezultoj

El Tablo 2, en sistemoj kie la transformila neutralpunkto estas lokale terigita, la busbarfulmoprotektilo efektive limigas supervoltajn, do la neutralpunkto de la neterigita transformilo ne spertas alta supervolto, kaj la neutralpunkta protektilo ĝenerale ne funkcias. En sistemoj kie la neutralpunkto estas lokale neterigita, la neutralpunkta supervolto estas tre alta. Sen fulmoprotektilo, ĉi tio konstituas severan danĝeron por la izolado (la fulmimpulsrezistvolto de 110 kV transformilo kun gradigita izolado, konsiderante sekurecmargeno, estas 195 kV). Instalado de neutralpunkta fulmoprotektilo signife reduktas la pikan supervolton. Tial, fulmopulsoj propagantaj de linioj ne minacas la izoladon de neutralpunkto equipita kun fulmoprotektilo.

3.2 Direkta Fulmostreko sur la Substacion

Ankaŭ se substacioj ĝenerale havas kompletan fulmprotektadon, direktaj fulmostreketoj, kvankam rara pro la komplekseco kaj hazardo de fulmo, ankoraŭ povas okazi [2] kaj kaŭzi equipdamaĝon. Tial, studi la supervoltajn je la neutralpunkto kaŭzitajn de direktaj streketoj kaj la respondajn protektmezurojn estas necesa.

3.2.1 Elektado de Fulma kaj Substaciaparametroj

Substaciaparametroj restas la samaj kiel antaŭe difinitaj. Kalkuloj estas faritaj uzante normajn fulmaparametrojn (1.2/50 μs) kun amplitudoj de 50, 100, 200, kaj 250 kA. La fulmkanala ondoimpedanco estas prenita kiel 400 Ω.

3.2.2 Kalkulo kaj Analizo

Rezultoj por direktaj fulmostreketoj sur unu-faza busbaro (du-fazaj streketoj estas rara) sub lokalaj terigitaj kaj neterigitaj neutralaj kondiĉoj estas montritaj en Tablo 3 (I kaj II reprezentas kazojn sen kaj kun neutralpunkta fulmoprotektilo, respektive).

Tablo 3 Pika Supervolto Sub Lokale Terigita / Neterigita Neutrala Kondiĉo (Direkta Streko)

3.2.3 Analizo de Rezultoj

Kiel montrite en Tablo 3, kun pligrandiganta fulmakurenta amplitudo, la pika supervolto je la neutralpunkto signife pligrandiĝas, kaj osciladoj iĝas pli prononcataj. Eĉ kun fulmoprotektilo, la residua volto trans la protektilo pligrandiĝas. En substacioj kun lokale neterigitaj neutralpunktoj, la neutralpunkta supervolto pro fulmo estas aparte severa. Eĉ kun fulmoprotektilo, la supervolto restas alta. Ekzemple, 250 kA direkta streko generas neutralpunktan supervolton de 224.1 kV. En ĉi kazo, eĉ se la neutralpunkta protektilo funkcias, la transformilo povas ankoraŭ esti damaĝita.

3.2.4 Diskuto de Meloraj Mezuroj

(1) Instali fulmoprotektilon je la transformila terminalo (ekzemple, aldoni YH10Wx-108/290 por neterigitaj transformiloj) por limigi fulmopulso-supervoltajn.
(2) Pligrandigi la deŝargkurentan kapablecon de la neutralpunkta fulmoprotektilo. La ekzistanta protektilo havas deŝargkapablecon de 1.5 kA je restvolto de 186 kV. Proponatas pligrandigi ĉi kapablecon al 15 kA.

Re-simuladoj por direkta fulmostreko sur la busbaro en sistema kun lokale neterigita neutralpunkto estis faritaj, kaj rezultoj estas montritaj en Tablo 4.

Tablo 4 Pika Neutralpunkta Supervolto kun Fulmoprotektilo (Meloraj Mezuroj)

Fulmakurenta Amplitudo (kA)

Melora Mezuro Donaco Donaco Donaci kaj enkuragigu la aŭtoron Temojn: Transformilo Surĝilo Superpremo Neŭtrala punkto ATP Elŝutkapacito Pri ekspertoj Felix Spark China Speciala campo Failure and maintenance Speciala artikolo 167 Konsulto Donaco Konsulto Donaco Rekomendita Pli Kio kaŭzas, ke transformilo estas pli bruema sub senlasta kondiĉo? Kiam transformilo funkcias sen ŝargo, ĝi ofte produktas pli fortan bruon ol sub plena ŝargo. La ĉefa kaŭzo estas, ke kun neniuj ŝarĝoj sur la dua vindingo, la primara voltaĝo tendencas esti iomete pli alta ol nominala. Ekzemple, dum la indikita voltaĝo kutime estas 10 kV, la reala senŝarĝa voltaĝo povas atingi ĉirkaŭ 10,5 kV.Ĉi tiu pliigita voltaĝo pligrandigas la magnetan fluksdensencon (B) en la kerno. Laŭ la formulo:B = 45 × Et / S(kie Et estas la disegnita voltaj por turno, kaj S estas la se Noah 11/05/2025 Sub kiaj cirkonstancoj devus esti elŝutita ark-suprima spiro se ĝi estas instalita? Kiam oni instalas arksupresan spiron, estas grave identigi la kondiĉojn sub kiuj la spiralo devus esti forprenita el servado. La arksupresa spiralo devus esti diskonektita en la jenaj okazoj: Kiam transformilo malŝargas, la neŭtrala punkto disĵetilo devas esti malfermita unue antaŭ ol faras iujn ajn ŝaltoperaciojn sur la transformilo. La ŝarĝado sekvas la kontraŭan ordon: la neŭtrala punkto disĵetilo devas esti fermita nur post kiam la transformilo estas ŝarĝita. Estas prohibite ŝarĝi la transfo Echo 11/05/2025 Kiaj fireprotektaĵoj estas haveblaj por transformatorfiaskoj? Malsukcesoj en elektraj transformiloj estas ofte kaŭzitaj pro severa superŝarĝa operacio, kortuŝoj pro degradado de la izolado de la bobenoj, vetuŝo de la transformila olo, troa kontakta rezisteco je konektoj aŭ ŝanĝiloj de nivelo, malkapablo de la alta- aŭ malalta-volta fusilo funkciigi dum eksteraj kortuŝoj, daŭro de la kernero, interna arkado en olo, kaj fulmoklacoj.Ĉar transformiloj estas plenigitaj per izolila olo, incendioj povas havi severajn konsekvencojn—de spritado kaj enflamigo de olo Noah 11/05/2025 Kio estas la komunaj difektoj renkontitaj dum la operacio de longa diferenco-protektado por potenctransformilo? Transformila Longitudina Diferenco-Protektado: Komunaj Problemoj kaj SolvojTransformila longitudina diferenco-protektado estas la plej kompleksa inter ĉiuj komponentaj diferenco-protektadoj. Malĝustaj operacioj okazas foje dum operacio. Laŭ 1997-statistikoj de la Norda Ĉina Elektra Retaĵo por transformiloj de 220 kV kaj pli ol tiu, estis 18 malĝustaj operacioj tute, el kiuj 5 proksimume unu trian konstituis pro longitudina diferenco-protektado. Kialoj de malĝusta operacio aŭ manko de operacio in Felix Spark 11/05/2025 Pri ekspertoj Felix Spark China Speciala campo Fiasko kaj Manteno Speciala artikolo 167 Konsulto Donaco Serĉi elektroekspertojn kaj partnerojn por esplori retojn kiel solvojn Sendi petolasondon Via Nomo Via telefono Via E-poŝto Via Landro Via Mesaĝo Sendu Nun Elŝuto Ricevu la IEE Business-aplikon Uzu IEE-Business por uzi aparataron trovi solvojn kunlabori kun ekspertoj kaj partopreni en industria kunlaboro ie kaj ĉie subtenante viajn elektraĵprojektojn kaj bizneson