Auswirkungen des Gleichstromvorspannung in Transformatoren an Erneuerbare-Energien-Anlagen in der Nähe von UHVDC-Bodenkontaktelementen
Feld: Fertigung
China
Auswirkungen des Gleichstromvorspannung in Transformatoren an Erneuerbare-Energien-Kraftwerken in der Nähe von UHVDC-Bodenleiter
Wenn sich der Bodenleiter eines Ultra-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystems (UHVDC) in der Nähe eines Erneuerbare-Energien-Kraftwerks befindet, kann der durch den Boden fließende Rückstrom zu einer Erhöhung des Bodenpotentials im Bereich des Leiters führen. Diese Erhöhung des Bodenpotentials führt zu einer Verschiebung des Potentialpunkts der nahegelegenen Stromtransformatoren und induziert eine Gleichstromvorspannung (oder Gleichstromversatz) in ihren Kernen. Eine solche Gleichstromvorspannung kann die Leistungsfähigkeit der Transformator verschlechtern und in schweren Fällen zu Schäden an der Ausrüstung führen. Daher sind wirksame Minderungsmaßnahmen unerlässlich.
Eine detaillierte Analyse dieses Problems wird unten angegeben:
1. Einflussfaktoren
Die Schwere der Gleichstromvorspannung hängt von mehreren Faktoren ab, darunter:
Die Schwere der Gleichstromvorspannung hängt von mehreren Faktoren ab, darunter:
- Der Betriebsstrom des UHVDC-Systems;
- Die Lage und das Design des Bodenleiters;
- Die räumliche Verteilung der Bodenwiderstandswerte;
- Die Wickelverbindungskonfiguration und strukturellen Eigenschaften des Transformators.
2. Folgen der Gleichstromvorspannung
Gleichstromvorspannung in Transformatoren kann zu folgenden Auswirkungen führen:
Gleichstromvorspannung in Transformatoren kann zu folgenden Auswirkungen führen:
- Erhöhtes Hörbarkeitsrauschen und mechanische Vibration;
- Steigerung der Temperatur aufgrund zusätzlicher Kernverluste;
- Beeinträchtigte Alterungsrate der Wickelisolation bei langer Exposition.
- Diese Auswirkungen beeinträchtigen den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Transformatoren und verkürzen ihre Lebensdauer.
3. Minderungsmaßnahmen
Um die Gleichstromvorspannung zu reduzieren, können verschiedene technische Strategien angewendet werden:
Um die Gleichstromvorspannung zu reduzieren, können verschiedene technische Strategien angewendet werden:
- Dynamisches Wechseln des Neutralpunktes des Erneuerbare-Energien-Kraftwerks (z.B. zwischen festem Erdungsanschluss und Hochwiderstands-Erdung);
- Optimierung des Erdungsnetzdesigns, um die Potenzialverteilung zwischen dem erneuerbaren Kraftwerk und benachbarten Umspannwerken auszugleichen;
- Installation von Gleichstromblockiergeräten (z.B. kapazitive oder aktive neutrale Blockiergeräte) am neutralen Punkt der Transformatoren, um geomagnetisch induzierte oder Streu-Gleichströme zu blockieren.
Fazit
Die Auswirkungen der Gleichstromvorspannung auf Transformatoren in Erneuerbare-Energien-Kraftwerken in der Nähe von UHVDC-Bodenleitern ist ein komplexes geoelektrisches und energietechnisches Problem, das einen ganzheitlichen Ansatz erfordert. Es wird empfohlen, die Gleichstromvorspannungsniveaus in betroffenen Transformatoren kontinuierlich zu überwachen, regelmäßige Risikobewertungen durchzuführen und proaktiv Minderungsmaßnahmen einzusetzen. Dies gewährleistet den sicheren, stabilen und langfristigen Betrieb von erneuerbaren Energien in Regionen, die von UHVDC-Systemen beeinflusst werden.
Die Auswirkungen der Gleichstromvorspannung auf Transformatoren in Erneuerbare-Energien-Kraftwerken in der Nähe von UHVDC-Bodenleitern ist ein komplexes geoelektrisches und energietechnisches Problem, das einen ganzheitlichen Ansatz erfordert. Es wird empfohlen, die Gleichstromvorspannungsniveaus in betroffenen Transformatoren kontinuierlich zu überwachen, regelmäßige Risikobewertungen durchzuführen und proaktiv Minderungsmaßnahmen einzusetzen. Dies gewährleistet den sicheren, stabilen und langfristigen Betrieb von erneuerbaren Energien in Regionen, die von UHVDC-Systemen beeinflusst werden.
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