Влияние постоянното напрежение в трансформаторите при възобновяеми енергийни станции близо до заземващите електроди на UHVDC
Когато заземващият електрод на система за пренос на ултра-високо напрежение с постоянен ток (UHVDC) е разположен близо до възобновяема енергийна станция, обратният ток, който протича през земята, може да причини повишаване на потенциала на земята около областта на електрода. Това повишаване на потенциала на земята води до смяна на потенциала на нейтралната точка на близките трансформатори, индуцирайки постоянна компонента (или DC offset) в техните ядра. Такава постоянна компонента може да намали производителността на трансформаторите и, в тежки случаи, да причини повреда на оборудването. Затова е съществено необходими ефективни мерки за намаляване.
По-долу е предоставен подробен анализ на този проблем:
1. Фактори, които влияят
Тежестта на постоянната компонента зависи от множество фактори, включително:
- Работния ток на системата UHVDC;
- Местоположението и дизайна на заземващия електрод;
- Пространственото разпределение на съпротивлението на почвата;
- Конфигурацията на обиколките и структурните характеристики на трансформатора.
2. Последици от постоянната компонента
Постоянната компонента в трансформаторите може да доведе до:
- Увеличена слухова шумовина и механична вибрация;
- Повишаване на температурата поради допълнителни загуби в ядрото;
- Ускорено стареене на изолацията на обиколките при продължително излагане.
- Тези ефекти подкопават безопасната и надеждна работа на трансформаторите и съкращават техния срок на ползване.
3. Мерки за намаляване
За подтискване на постоянната компонента могат да бъдат използвани няколко технически стратегии:
- Динамично превключване на режима на заземяване на нейтралната точка на възобновяемата енергийна станция (например, между силно заземена и заземена с високо съпротивление);
- Оптимизиране на дизайна на заземващата мрежа, за да се балансира разпределението на потенциала между възобновяемата станция и близките подстанции;
- Инсталиране на устройства за блокиране на постоянен ток (например, капацитивни или активни устройства за блокиране на нейтралната точка) на нейтралните точки на трансформаторите, за да се блокират геомагнитно индуцирани или случайни постоянни токове.
Заключение
Влиянието на постоянната компонента върху трансформаторите във възобновяеми енергийни станции близо до заземващите електроди на UHVDC е сложен геоелектричен и проблем на електроенергийната система, който изисква холистичен подход. Препоръчително е да се извършва непрекъснат мониторинг на нива на постоянна компонента в засегнатите трансформатори, да се провеждат периодични оценки на риска и да се прилагат предварителни мерки за намаляване. По този начин се гарантира безопасна, стабилна и дългосрочна работа на възобновяемите енергийни обекти в региони, влияни от системите UHVDC.