A DC-bias hatásai a transzformátorokban megújuló energiaállomásokon az UHVDC földelőhöz közeli helyeken
Amikor egy Ultra Magas Feszültségű Egyszeres Áram (UHVDC) átvezető rendszer földelője közel van egy megújuló energiaállomáshoz, a visszatérő áram, amely a talajon keresztül folyik, okozhat egy potenciál emelkedést a földelő környékén. Ez a talajpotenciál-emelkedés a közelben lévő erőművek transzformátorainak neutrális pontjának potenciálát is eltolja, ami DC-bias-t (vagy DC-elmozdulást) indukál a transzformátor magjában. Ilyen DC-bias csökkentheti a transzformátor teljesítményét, és súlyos esetekben eszközsebességet is okozhat. Ezért szükségesek hatékony enyhítő intézkedések.
Ez a probléma részletes elemzése alább olvasható:
1. Határoztató tényezők
A DC-bias súlyossága több tényezőtől függ, beleértve:
- Az UHVDC rendszer működési áramát;
- A földelő helyét és tervezését;
- A talajellenállás térbeli eloszlását;
- A transzformátor tekercs-kapcsolódási konfigurációját és szerkezeti jellemzőit.
2. A DC-bias következményei
A transzformátorokban előforduló DC-bias következményei:
- Növekvő hallható zaj és mechanikai rezgés;
- További magveszteségek miatt növekvő hőmérséklet-emelkedés;
- A tekercs izoláció gyorsabb öregedése hosszú ideig tartó expozíció során.
- Ezek a hatások kompromittálják a transzformátorok biztonságos és megbízható működését, rövidítve a szolgáltatási időt.
3. Enyhítő intézkedések
A DC-bias enyhítésére több technikai stratégia alkalmazható:
- A megújuló energiaállomás neutrális földelő módjának dinamikus váltása (pl. szilárdan földelt és nagy ellenállásúan földelt között);
- A földelő hálózat tervezés optimalizálása a potenciál eloszlás kiegyensúlyozásához a megújuló energiaállomás és a közeli átalakítóállomások között;
- DC-blokkoló eszközök (pl. kapacitív vagy aktív típusú neutrális blokkoló eszközök) telepítése a transzformátor neutrális pontján, hogy blokkolja a geomágnesesen indukált vagy zavaró DC áramokat.
Következtetés
A DC-bias hatása a transzformátorokra a megújuló energiaállomásokon, az UHVDC földelőkhöz közeli helyeken, egy összetett geoelektromos és villamos rendszertani kérdés, amelyhez szükséges egy holisztikus megközelítés. Javasolt a DC-bias szintek folyamatos figyelése a befolyásolt transzformátorokban, a rendszeres kockázatelemzések végzése, valamint az enyhítő intézkedések proaktív üzembe helyezése. Így biztosítható a megújuló energiaállomások biztonságos, stabil és hosszú távú működése az UHVDC rendszerek hatásában lévő régiókban.