تأثیر تحریک مستقیم در ترانسفورماتورها در ایستگاههای انرژی تجدیدپذیر نزدیک الکترودهای زمینگیری UHVDC
هنگامی که الکترود زمینگیری سیستم انتقال جریان مستقیم با ولتاژ بسیار بالا (UHVDC) در نزدیکی یک ایستگاه تولید انرژی تجدیدپذیر قرار دارد، جریان بازگشتی که از طریق زمین میگذرد میتواند منجر به افزایش پتانسیل زمین در ناحیه الکترود شود. این افزایش پتانسیل زمین منجر به تغییر در پتانسیل نقطه میانی ترانسفورماتورهای نزدیک میشود و تحریک مستقیم (یا اختلاف مستقیم) را در هسته آنها القا میکند. چنین تحریک مستقیمی میتواند عملکرد ترانسفورماتورها را کاهش دهد و در موارد شدید، موجب خرابی تجهیزات شود. بنابراین، اقدامات مؤثر برای کاهش این اثر ضروری است.
در زیر تحلیل دقیق این موضوع ارائه شده است:
1. عوامل مؤثر
شدت تحریک مستقیم به چندین عامل بستگی دارد، از جمله:
- جریان کاری سیستم UHVDC؛
- مکان و طراحی الکترود زمینگیری؛
- توزیع فضایی مقاومت خاک؛
- پیکربندی اتصال پیچشی و مشخصات ساختاری ترانسفورماتور.
2. پیامدهای تحریک مستقیم
تحریک مستقیم در ترانسفورماتورها میتواند منجر به:
- افزایش صدای شنیدنی و ارتعاش مکانیکی؛
- افزایش دما به دلیل افتهای اضافی هسته؛
- تسریع در پیری عایق پیچشی تحت تأثیر طولانیمدت.
- این اثرها عملکرد ایمن و قابل اعتماد ترانسفورماتورها را کاهش میدهند و عمر آنها را کوتاه میکنند.
3. اقدامات کاهشی
برای کاهش تحریک مستقیم، چندین استراتژی فنی میتواند به کار گرفته شود:
- تغییر پویا در حالت زمینگیری میانی ایستگاه انرژی تجدیدپذیر (مثلاً بین زمینگیری مستقیم و زمینگیری با مقاومت بالا)؛
- بهینهسازی طراحی شبکه زمینگیری برای تعادل توزیع پتانسیل بین ایستگاه تجدیدپذیر و زیرстанسیونهای نزدیک؛
- نصب دستگاههای مسدودکننده DC (مانند دستگاههای مسدودکننده میانی خازنی یا فعال) در نقاط میانی ترانسفورماتورها برای مسدود کردن جریانهای DC القا شده توسط مغناطیس زمین یا جریانهای گمشده.
نتیجهگیری
تأثیر تحریک مستقیم بر ترانسفورماتورها در ایستگاههای انرژی تجدیدپذیر نزدیک الکترودهای زمینگیری UHVDC یک مسئله پیچیده الکتروژئوفیزیکی و سیستم برق است که نیاز به رویکرد جامع دارد. توصیه میشود که سطح تحریک مستقیم در ترانسفورماتورهای متاثر به صورت مداوم مورد نظارت قرار گیرد، ارزیابیهای دورهای ریسک انجام شود و اقدامات کاهشی به صورت پیشگیرانه اجرا شود. انجام این کارها اطمینان از عملکرد ایمن، پایدار و بلندمدت ایستگاههای انرژی تجدیدپذیر در مناطق تحت تأثیر سیستمهای UHVDC را فراهم میکند.