Indflydelse af DC-bias i transformatorer ved fornyelsesenergianlæg nær UHVDC-jordings-elektroder
Når jordings-elektroden i et ultra-højspændings-direkte-strøm (UHVDC) transmissionsystem er placeret tæt på et fornyelsesenergianlæg, kan den returstrøm, der løber gennem jorden, forårsage en stigning i jordpotentialet omkring elektrodens område. Denne stigning i jordpotentialet fører til en ændring i det neutrale punkts potentiale i de nærliggende strømtransformatorer, hvilket inducerer DC-bias (eller DC-forskydning) i deres kerner. En sådan DC-bias kan nedsætte transformatorernes ydeevne og i alvorlige tilfælde forårsage skade på udstyr. Derfor er effektive forholdsregler essentielle.
En detaljeret analyse af dette problem findes nedenfor:
1. Indflydelsesfaktorer
Alvoren af DC-bias afhænger af flere faktorer, herunder:
- Driftsstrømmen i UHVDC-systemet;
- Placeringen og designet af jordings-elektroden;
- Det rumlige fordelt jordmodstand;
- Vindingsforbindelseskonfigurationen og strukturelle karakteristika hos transformatorerne.
2. Konsekvenser af DC-bias
DC-bias i transformatorer kan føre til:
- Forhøjet hørbart støj og mekanisk vibration;
- Forhøjet temperaturstigning pga. ekstra kernetab;
- Forhastet aldring af vindingsisolering under langvarig eksponering.
- Disse effekter underminerer den sikre og pålidelige drift af transformatorerne og forkorter deres levetid.
3. Forholdsregler
For at dæmpe DC-bias kan flere tekniske strategier anvendes:
- Dynamisk skift af neutral jordings-mode for fornyelsesenergianlæget (fx mellem solidt jordet og høj-modstands jordet);
- Optimering af jordningsnetdesignet for at balancere potentiafordelingen mellem fornyelsespladsen og nærliggende understationer;
- Installation af DC-blokerende enheder (fx kapacitive eller aktiv-type neutrale blokerende enheder) ved transformatorernes neutrale punkter for at blokere geomagnetisk inducerede eller vilde DC-strømme.
Konklusion
Indflydelsen af DC-bias på transformatorer i fornyelsesenergianlæg nær UHVDC-jordings-elektroder er et komplekst geoelektrisk og strømsystemproblem, der kræver en holistisk tilgang. Det anbefales at implementere kontinuerlig overvågning af DC-bias-niveauer i berørte transformatorer, foretage periodiske risikovurderinger og proaktivt indføre forholdsregler. Derved sikres den sikre, stabile og langsigtede drift af fornyelsesenergianlæg i regioner, der påvirkes af UHVDC-systemer.