110 kV transformator neutralna tačka prekomjerna napona od munje: ATP simulacija i zaštitna rešenja

Postoji obilan literaturski materijal o analizi prenapona na neutralnim tačkama transformatora pod uslovima gremljanskog talasa. Međutim, zbog kompleksnosti i nasumičnosti gremljanskih talasa, tačan teoretski opis još uvek nije dostignut. U inženjerskoj praksi, zaštita se obično određuje na osnovu kodeksa električnih sistema izborom odgovarajućih uređaja za zaštitu od gremlja, sa obilnom dokumentacijom koja to podržava.

Transmisione linije ili pretvorne stanice su osetljive na gremlje. Gremljanski talasi mogu se širiti duž transmisionih linija do pretvornih stanica ili direktno pogoditi opremu u pretvornoj stanicu, indukujući prenapone na neutralnoj tački transformatora, što predstavlja pretnju izolaciji neutralne tačke. Zbog toga, proučavanje karakteristika prenapona na neutralnoj tački pod uslovima gremlja i procena efikasnosti uređaja za ograničavanje napona ima praktičnu važnost [1]. Ovaj rad predstavlja simulaciono proučavanje koristeći program ATP (Alternative Transients Program), najčešće korišćenu verziju programa EMTP (Electromagnetic Transients Program), bazirano na konfiguraciji specifične 110 kV pretvorne stanice. Kombinujući teoriju gremljanskih prenapona sa karakteristikama izolacije neutralnih tačaka 110 kV transformatora, rad simulira prenapone na neutralnoj tački pod različitim uslovima gremljanskih talasa. Rezultati simulacija su poređani, a predložene su mere za smanjenje prenapona na neutralnoj tački.

1. Teoretska analiza

1.1 Gremljan na transmisione linije

Kada nadzemna transmisiona linija bude pogodjena gremljem, talas putovanja širi se duž vodnika [1]. Unutar pretvornih stanica, mnoge kratke spojne linije (npr. spojevi od transformatora do busbarova ili uređaja za zaštitu od gremlja) ponašaju se slično transmisionim linijama pod ekstremno kratkim gremljanskim impulsima. Ove linije pokazuju brzo širenje, refleksiju i refrakciju talasa, često generišući prenapone s vrlo visokim vrhunskim amplitudama koji mogu oštetiti opremu.

1.2 Analiza parametara Y-povezanih transformatorskih vitanja pod uslovima gremljanskog talasa

Vitanja trofaznih transformatora obično su povezana u Y, Yo ili Δ konfiguracije. Tijekom rada, gremljanski talasi mogu uneti kroz jednu, dvije ili čak sve tri faze [1]. Ovaj rad se fokusira na Y-povezana vitanja, jer samo takve konfiguracije imaju pristupačnu neutralnu tačku. Kada je transformator povezan u Yo i zanemareno međusobno spajanje faza, bez obzira da li je pogodjena jedna, dvije ili sve tri faze, sistem se može analizirati kao tri nezavisna vitanja sa zemljenim terminalima.

2. Stanje izolacije neutralnih tačaka 110 kV transformatora

Neutralne tačke 110 kV transformatora koriste gradijentnu izolaciju, kategorizovane kao nivoi od 35 kV, 44 kV ili 60 kV. Trenutno, proizvođači uglavnom proizvuđaju transformatore sa 60 kV izolacijom neutralne tačke. Različiti nivoi izolacije imaju različite dielektrične sposobnosti otpornosti, kao što je prikazano u Tabeli 1. Uzimajući u obzir praktične uslove, staranje izolacije i sigurnosne margine za napone strujne frekvencije, primenjuju se korektne faktore. Koristi se faktor sigurnosne marne za gremljanski impuls od 0.6 i faktor sigurnosne marne za strujnu frekvenciju od 0.85 [1], što dovodi do referentnih vrijednosti otpornosti prikazanih u Tabeli 1.

Tabela 1 Nivoi otpornosti izolacije / Referentne vrijednosti otpornosti za neutralne tačke

3. Simulacija i računanje

Razmotrimo 110 kV pretvornu stanicu sa dva transformatora (Y/Δ) koji rade paralelno, dve 110 kV ulazne linije i četiri 35 kV izlazne linije. Jednoslojni dijagram prikazan je na Slici 1. Da bi se ograničili jednofazni strujni prekid i smanjila komunikacijska interferencija, obično se samo jedan transformator ima zemljen neutralni tačku, dok ostali ostaju nezemljeni. Pod uslovima gremljanskog talasa, na neutralnoj tački nezemljenog transformatora može se indukovati vrlo visoki prenapon, što predstavlja pretnju njegovoj izolaciji. U narednim odeljcima predstavljene su simulacione analize koristeći program ATP pod različitim scenarijima.

Slika 1 Jednoslojni dijagram 110 kV pretvorne stanice

3.1 Gremljanski talas šireći se od transmisionih linija u pretvornu stanicu

3.1.1 Izbor parametara gremljanskog talasa

Glavna uzročna sila prenapona u pretvornim stanicama je gremljanski talas šireći se od transmisionih linija. Maksimalna amplituda napona na liniji ne smije premašiti nivo otpornosti U50% lanca izolatora na liniji; u suprotnom, doći će do iskretanja na liniji prije nego što talas uđe u pretvornu stanicu. Budući da je prvih 1–2 km ulazne linije obično zaštićeno od direktnih gremljanskih pogoda, gremljanski talasi koji uđu u pretvornu stanicu uglavnom potiču iz pogoda izvan ovog zaštićenog osečka. Za gremljanske pogode izvan pretvorne stanice, magnituda gremljanske struje koja uđe u pretvornu stanicu preko linija ≤220 kV je obično ≤5 kA, a ≤10 kA za linije 330–500 kV, sa značajno smanjenom strmošću [15,17]. Na osnovu ovih uslova, gremljanski talas modelira se koristeći tipičnu dvostruko eksponencijalnu funkciju:
u(t) = k(e⁻ᵃᵗ - e⁻ᵇᵗ),
gde su a i b negativne konstante, a k, a, b određeni su amplitudom talasa, vremenom fronta i vremenom repa. Koristi se vrhunska struja od 5 kA i standardni 20/50 μs eksponencijalni talas.

3.1.2 Postavljanje parametara opreme u pretvornoj stanicu

Gremljanski talasi sadrže vrlo visoke frekvencijske harmonike; stoga se parametri linija u pretvornoj stanci modeliraju kao raspodeljeni parametri. Prekidači, sklopovi, transformatori struje (CT) i transformatori napona (VT) unutar pretvorne stanice predstavljaju se ekvivalentnim shunt kapacitetima. Ekvivalentni ulazni kapacitet transformatora dat je sa Cₜ = kS⁰·⁵, gde je S snaga trofaznog transformatora. Za nivoe napona ≤220 kV, n=3, a za 110 kV transformatore, k=540. Gremljanski arrester busbара selektovan je kao YH1OWx-108/290, a gremljanski arrester neutralne tačke kao YH1.5W-72/186.

3.1.3 Računanje i analiza

Generisani prenapon na neutralnoj tački razlikuje se u zavisnosti od toga da li je lokalno zemljen ili nezemljen. Simulacije su izvršene za tri scenarija: jednofazni talas na jednoj liniji, dvofazni talas na jednoj liniji i jednofazni talas na dve linije, uzimajući u obzir prisustvo i odsustvo gremljanskog arrestera na neutralnoj tački. Rezultati su prikazani u Tabeli 2.

Tabela 2 Vrhunska vrijednost prenapona pod uslovima lokalno zemljenih / nezemljenih neutralnih tačaka

Ulazni talas	Status zemljenja neutralne tačke	Vrhunska vrijednost prenapona bez arrestera (kV)	Vrhunska vrijednost prenapona sa arrest Podrška Podrška Dajte nagradu i ohrabrite autora Teme: Transformator Gređa za prekid strujnog vala Prekomerna napona Neutralna tačka ATP Kapacitet strujnog otpuštanja О експертима Felix Spark China Област стручности Failure and maintenance Stručni članak 219 Kontakt Podrška Kontakt Podrška Preporučeno Više Glavne transformatorne nesreće i problemi sa radom na svetlostima plinova 1. Zapisnik o nesreći (19. mart 2019)Dana 19. marta 2019. u 16:13 sati, nadzorna ploča je izveštavala o delovanju lege plinove na glavnom transformatoru broj 3. U skladu sa Pravilnikom o eksploataciji transformatora napona (DL/T572-2010), osoblje za održavanje i rad (O&M) proverilo je stanje na mestu glavnog transformatora broj 3.Potvrđeno na mestu: Panele WBH neelektrične zaštite glavnog transformatora broj 3 su izveštavale o delovanju lege plinove faze B tela transformatora, a resetovanje Leon 02/05/2026 Zašto se jezgra transformatora mora zemljiti samo na jednoj tački Nije višetačka zemlja pouzdanija Zašto se jezgra transformatora mora zemljiti?Tokom rada, jezgra transformatora, zajedno sa metalnim konstrukcijama, delovima i komponentama koje fiksiraju jezgru i navojnice, nalazi se u jakom električnom polju. Pod uticajem ovog električnog polja, oni stječu relativno visok potencijal u odnosu na zemlju. Ako se jezgra ne zemlji, postoji će razlika potencijala između jezgre i zemljenih klampnih konstrukcija i rezervoara, što može dovesti do prekidnog iscrpljivanja.Dodatno, tokom rada, jako magne Vziman 01/29/2026 Kako se razlikuju rektifikacioni transformatori od snage transformatora Šta je rektifikatorski transformator?"Pretvaranje struje" je opći termin koji obuhvata rektifikaciju, inverziju i promjenu frekvencije, pri čemu je rektifikacija najšire korišćena od njih. Rektifikaciono oprema pretvara ulaznu AC struju u DC izlaz putem rektifikacije i filtriranja. Rektifikatorski transformator služi kao snabdjevajući transformator za takvu rektifikacionu opremu. U industrijskim primenama, većina DC napajanja dobiva se kombinovanjem rektifikatorskog transformatora sa rektifikaci Vziman 01/29/2026 Kako oceniti detektovati i otklanjati greške u jezgru transformatora 1. Opasnosti, uzroci i vrste grešaka višetockog zemljanja jezgra transformatora1.1 Opasnosti višetockog zemljanja jezgraTokom normalne operacije, jezgro transformatora mora biti zemljano samo na jednoj tački. Tijekom rada, oko navoja se formiraju promjenjive magnetske polje. Zbog elektromagnetske indukcije, postoji parazitni kapacitet između visokonaponskih i niskonaponskih navoja, između niskonaponskih navoja i jezgra, te između jezgra i rezervoara. Napajani navoje kroz ove parazitne kapacitete Vziman 01/27/2026 О експертима Felix Spark China Област стручности Kvar i održavanje Stručni članak 219 Kontakt Podrška Pošalji upit +86 Кликните да отпремите фајл Pošalji sada Преузми Preuzmi IEE Business aplikaciju Koristite IEE-Business aplikaciju za pronalaženje opreme dobijanje rešenja povezivanje sa stručnjacima i učešće u industrijskoj saradnji bilo kada i bilo gde potpuno podržavajući razvoj vaših projekata i poslovanja u energetskom sektoru