Vliv DC polarizace na transformátory u obnovitelných zdrojů energie blízko UHVDC zemnících elektrod
Když je zemnící elektroda systému přenosu ultra vysokého stejnosměrného napětí (UHVDC) umístěna blízko stanice obnovitelné energie, proud návratu procházející zemí může způsobit zvýšení potenciálu země v okolí oblasti elektrody. Toto zvýšení potenciálu země vedou k posunu potenciálu neutrálního bodu blízkých elektrických transformátorů, což indukuje DC polarizaci (nebo DC odstup) v jejich jádrech. Tato DC polarizace může degradovat výkon transformátoru a v těžkých případech způsobit poškození zařízení. Proto jsou nezbytné efektivní opatření k jeho zmírňování.
Níže je podrobně popsán tento problém:
1. Ovlivňující faktory
Závažnost DC polarizace závisí na několika faktorech, včetně:
- Pracovní proud systému UHVDC;
- Umístění a návrh zemnící elektrody;
- Prostorové rozložení odporu půdy;
- Konfigurace spojení cívek a strukturní charakteristiky transformátoru.
2. Důsledky DC polarizace
DC polarizace v transformátorech může vést k:
- Zvýšenému hlasitému šumu a mechanickému kmitání;
- Zvýšenému teplotnímu nárůstu kvůli dodatečným ztrátám v jádru;
- Zrychlenému stárnutí izolace cívek při dlouhodobém vystavení.
- Tyto účinky kompromituji bezpečné a spolehlivé fungování transformátorů a zkracují jejich životnost.
3. Opatření k zmírňování
K potlačení DC polarizace lze použít několik technických strategií:
- Dynamické přepínání režimu zemnícího neutrálního bodu stanice obnovitelné energie (např. mezi pevně zemnícím a vysoko odporovým zemnícím);
- Optimalizace návrhu zemnící sítě pro vyrovnání distribuce potenciálu mezi obnovitelnou stanicí a blízkými přestupními stanicemi;
- Instalace zařízení blokujících DC (např. kapacitní nebo aktivní typy blokujících zařízení na neutrálních bodech transformátorů) k blokování geomagneticky indukovaných nebo ztracených DC proudů.
Závěr
Vliv DC polarizace na transformátory u obnovitelných zdrojů energie blízko UHVDC zemnících elektrod je složitý geoelektrický a problém elektrického systému, který vyžaduje celistvý přístup. Doporučuje se provádět kontinuální monitorování úrovní DC polarizace v postižených transformátorech, pravidelné rizikové hodnocení a proaktivní nasazení opatření k jejich zmírňování. Tímto způsobem se zajistí bezpečná, stabilní a dlouhodobá operace stanic obnovitelné energie v oblastech ovlivněných systémy UHVDC.