Impatto del bias in corrente continua nei trasformatori presso stazioni di energia rinnovabile vicino a elettrodi di messa a terra UHVDC
Campo: Produzione
China
Impatto del bias DC nei trasformatori presso stazioni di energia rinnovabile vicine agli elettrodi di terra UHVDC
Quando l'elettrodo di terra di un sistema di trasmissione ad ultra-alta tensione in corrente continua (UHVDC) si trova vicino a una stazione di energia rinnovabile, la corrente di ritorno che scorre attraverso il terreno può causare un aumento del potenziale di terra nell'area dell'elettrodo. Questo aumento del potenziale di terra porta a uno spostamento del potenziale del punto neutrale dei trasformatori nelle vicinanze, inducendo un bias DC (o offset DC) nei loro nuclei. Tale bias DC può degradare le prestazioni del trasformatore e, in casi gravi, causare danni all'equipaggiamento. Pertanto, sono essenziali misure efficaci di mitigazione.
Di seguito è fornita una dettagliata analisi di questo problema:
1. Fattori influenti
La gravità del bias DC dipende da diversi fattori, tra cui:
La gravità del bias DC dipende da diversi fattori, tra cui:
- La corrente di esercizio del sistema UHVDC;
- La posizione e il design dell'elettrodo di terra;
- La distribuzione spaziale della resistività del terreno;
- La configurazione di connessione degli avvolgimenti e le caratteristiche strutturali del trasformatore.
2. Conseguenze del bias DC
Il bias DC nei trasformatori può comportare:
Il bias DC nei trasformatori può comportare:
- Aumento del rumore udibile e delle vibrazioni meccaniche;
- Aumento della temperatura dovuto a perdite addizionali nel nucleo;
- Invecchiamento accelerato dell'isolamento degli avvolgimenti in caso di esposizione prolungata.
- Questi effetti compromettono la sicura e affidabile operatività dei trasformatori e ne riducono la durata di vita.
3. Misure di mitigazione
Per sopprimere il bias DC, possono essere impiegate diverse strategie tecniche:
Per sopprimere il bias DC, possono essere impiegate diverse strategie tecniche:
- Commutazione dinamica della modalità di terra del punto neutrale della stazione di energia rinnovabile (ad esempio, tra terra solida e terra ad alta resistenza);
- Ottimizzazione del design della griglia di terra per bilanciare la distribuzione del potenziale tra l'impianto rinnovabile e le sottostazioni vicine;
- Installazione di dispositivi di blocco DC (ad esempio, dispositivi di blocco neutrale capacitivi o attivi) ai punti neutrali dei trasformatori per bloccare le correnti DC indotte geoelettricamente o vaganti.
Conclusione
L'impatto del bias DC sui trasformatori nelle stazioni di energia rinnovabile vicine agli elettrodi di terra UHVDC è un complesso problema geo-elettrico e di sistema di potenza che richiede un approccio olistico. Si consiglia di implementare un monitoraggio continuo dei livelli di bias DC nei trasformatori interessati, condurre valutazioni periodiche del rischio e mettere in atto proattivamente misure di mitigazione. Facendo ciò, si garantisce l'operatività sicura, stabile e a lungo termine delle strutture di energia rinnovabile all'interno delle regioni influenzate dai sistemi UHVDC.
L'impatto del bias DC sui trasformatori nelle stazioni di energia rinnovabile vicine agli elettrodi di terra UHVDC è un complesso problema geo-elettrico e di sistema di potenza che richiede un approccio olistico. Si consiglia di implementare un monitoraggio continuo dei livelli di bias DC nei trasformatori interessati, condurre valutazioni periodiche del rischio e mettere in atto proattivamente misure di mitigazione. Facendo ciò, si garantisce l'operatività sicura, stabile e a lungo termine delle strutture di energia rinnovabile all'interno delle regioni influenzate dai sistemi UHVDC.
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