Niz Sıra İmpedansı Düşük Yerleştirme Donatma Trasformatörünün Tasarımı Üzerine Tartışma

Güç sisteminin ölçüsünün genişlemesi və şəhər elektrik şəbəkələrinin kabloluşması prosesinin ilerleməsi nəticəsində 6kV/10kV/35kV elektrik şəbəkələrində kapasitiv cürənt (adətən 10A-dan çox) məhdud olaraq artıb. Bu voltaj səviyyəsindəki elektrik şəbəkələri adətən neutral tərəfindən qarada olan rejimdə işləyirlər və asılı tranzitorların dağıtım voltaj tərəfi adətən delta bağlantıda olur, dolayısıyla natural qara nöqtəsi yoxdur. Bu səbəbdən, yerə baza olan xətalarda arkı daimi olaraq söndürülməz, bu da qara transformatorlarının tətbiq edilməsinə ehtiyac yaradır. Z-növü qara transformatorları kiçik sıfır-sıralı impedanslarına görə populyarlaşmışdır, lakin bəzi sistemlər daha aşağı sıfır-sıralı impedansa ehtiyac duyarlar. Impedans dəyəri neçə kiçik olarsa, sapma o qədər böyük olur, bu da aşağı sıfır-sıralı impedanslı qara transformatorlarının dizaynında hədəflənmiş tədbirlərin tələb etməsini lazımda edir.

1. Z-növü Qara Transformatorunun Sıfır-Sıralı Impedansının Hesablanma Metodu
1.1 Topoloji Struktur

Z-növü qara transformatorunun yüksək voltajlı sarım ziqzag bağlantısına malikdir. Hər bir faz sarımı iki yarı sarım (Şəkil 1-də göstərilən kimi) halına bölünür və müxtəlif demir çekirde sütunlarında sarılır. Eyni fazın iki yarı sarımı tərs polarlıqla ardıcıl bağlanaraq xüsusi manyetoelektrik köplülük strukturu yaradılır.

Sıfır-sıralı impedans (1) düsturu ilə hesablanır.

Formulada, X0 sıfır - sıralı impedans, W bir sarımın (yani yarı sarımın) sarılma sayıdır, ΣaR ekvivalent sızıntı maqnıtik sahəsidir, ρ Lorenz koeffisiyentidir, və H sarımın reaktansiya hündürlüyüdür.

2 Sıfır - Sıralı Impedans Sapmasının Təhlili

IEC 60076 - 1 standartına görə, qara transformatorun sıfır - sıralı impedans sapması ±10% aralığında olarsa, onu uyğun sayılır. Son illərdə şirkət tərəfindən istehsal edilən yüzərlə qara transformatorun (daxil olmaqla yağlı və kurudur) test nəticələrinin təhlili və sıfır - sıralı impedansın aktual ölçmə dəyərləri və dizayn dəyərləri arasındakı fərqlərin müqayisəsi nəticəsində, fərqlər aşağıdakı üç kateqoriyaya ayrılır:

• Ölçmə dəyəri dizayn dəyərinə yaxşıdır: Sapma verilmiş diapazonun daxilindədir. Bu tip en çox yayılmışdır və çoxlu məhsullar uyğundur.

• Ölçmə dəyəri dizayn dəyərindən kiçikdir: Sapma verilən dəyəri aşır. Amma, istifadəçilər adətən impedansın üst limitini təyin edirlər və aşağı limit tələb edilmir, ona görə də hala uyğundur, amma belə hallar çox nadirdir.

• Ölçmə dəyəri dizayn dəyərindən böyükdür: Müştəri tələblərini ciddi şəkildə aşır və uygun olmayan qeyd olunur. Belə hallar da çox nadirdir.

Fərqli istifadəçilərin sıfır - sıralı impedansa fərqli tələbləri olduğu üçün, müxtəlif növləri olan qara transformatorlar var. Bunlardan 35kV sinifi ən çox yayılmışdır, sonra isə 10kV sinifi gəlir. Ümumiyyətlə, 35kV sinifi qara transformatorlar üçün sıfır - sıralı impedans çox vaxt ≤ 120Ω olmalıdır; 10kV sinifi üçün isə adətən ≤ 15Ω olmalıdır. Bəzi istifadəçilərin daha kiçik tələbləri var, bəziləri isə açıq şəkildə tələb etmir.

3 Məlumat Təhlili

Bircə bir neçə qara transformatorun test nəticələrinin ümumi nəticələrinə baxıldığında, sıfır - sıralı impedansın böyük sapmasının səbəbi, istifadəçinin tələb etdiyi dəyərin standart impedans dəyərindən çox fərqli olmasıdır. Hemçinin, çox böyük və hemçinin çox kiçik dəyərlər istehsal və imalat üçün böyük çətinliklər yaradır. Formula (1)-dən görünür ki, sıfır - sıralı impedans sarılma sayına kvadrat münasibətliyə malikdir, bu da sıfır - sıralı impedansa təsir edən ən vacib faktordur: sarılma sayı artıqca, istifadə olunan tel miqdarı artır, sarılma sayı azaldıqda isə demir çekirde miqdarı artır. Sıfır - sıralı impedans çox böyük və ya çox kiçik olsa da, istehsal maliyyəti ciddi şəkildə artır.

3.1 Nümunə Analizi

İki partiyadan kiçik kapasiteli 10kV qara transformatorları analiz nümunəsi kimi götürək:

• Yağlı qara transformator: Model DKS11 - 125/10.5, ikinci sarım yoxdur. İstifadəçi sıfır - sıralı impedansın < 4&Omega; olmasını tələb edir. Əvvəlki hesablama metoduna əsasən, istehsal sapması nəzərə alınaraq və marj saxlanılaraq, dizayn dəyəri 2.2&Omega; olaraq təyin edilmişdir. Amma, eyni istehsal prosesində, test ölçmə nəticəsi standartdan ciddi şəkildə çox çıxır, dizayn dəyərinin 3.5 dəfəsi olur; ilk 7 məhsulun sıfır - sıralı impedansı 7&Omega; - 8&Omega; aralığında olur.

• Kuru qara transformator: Model DKSC11 - 125/10.5, sıfır - sıralı impedansın dizayn dəyəri 2.25&Omega; olur, amma məhsulun test nəticəsi 6.8&Omega; olur, standartdan təxminən 3 dəfə çox olur. İstifadəçinin razılaşması və icazəsi ilə fabrikadan çıxış edir.

Müqayisə edildikdə, yağlı tiplərin sapması kuru tiplərə nisbətən bir az böyükdür. Səbəbi, çox kiçik sıfır - sıralı impedanslı dizayn zamanı, sarılma sayı az, sarımın radius ölçüsü kiçik, hündürlüyü nisbətən yüksəkdir, bu da sıfır - sıralı dəyərinin idarə edilməsinə çətinlik yaradır. Temel dəyər kiçik olduğunda, ölçülərin çox yaxşı idarə edilməsi çətin olduğu üçün sapma genişlənir; kuru tiplər isə rezina ilə qapanır və formanın köməyiylə dış ölçülər daha yaxşı idarə edilir, bu da sapmanın daha az olmasını təmin edir.

Gerçek istehsal məlumatları göstərir ki, mövcud hesablama metodu aşağı sıfır - sıralı impedanslı qara transformatorlar üçün uygundur deyil. Əvvəlki məhsulların statistik məlumatlarına əsasən, düzəliş koeffisiyentinin tətbiq edilməsi təklif olunur, və müxtəlif sıfır - sıralı dəyərlər müxtəlif düzəliş koeffisiyentlərinə malikdir: sıfır - sıralı dəyər artıqca, koeffisiyent lineer olmayaraq azalır; sıfır - sıralı dəyər 10&Omega; çox olarsa, koeffisiyent 1.0-a yaxınlaşır; 10&Omega;-dan sonra, istehsal prosesindəki qəribə fərqlərə görə, koeffisiyent az dəyişir (bazen 1.0-dan kiçik olur, amma ümumi sapma düşüktür), ifadə forması birinci rüb (Şəkil 2) invers proporsional funksiyaya bənzəyir.

Qeyd edək ki, bu təhlil yalnız 10kV məhsulları üçün keçerlidir. 10kV-dan yuxarı məhsullar üçün, aşağı sıfır - sıralı impedansa belə çətin tələb yoxdur, bu səbəbdən də sıfır - sıralı impedansın böyük sapması tapılmayıb.

4 Həll Yolları

Aşağı sıfır - sıralı impedanslı qara transformatorların ölçmə sıfır - sıralı impedansının çox olmasına qarşı tədbirlər, məlumat toplanması və təhlili əsasında təklif olunur:

4.1 Dizayn Optimallaşdırma Strategiyası

İstifadəçilər çox kiçik sıfır - sıralı impedans dəyərini tələb edəndə, sarım ölçülərinin dəqiqliyi təmin edilməsi çətin olur, bu da ölçmə sapmalarını artırır. Tələb olunan sıfır - sıralı impedans <5&Omega; olan məhsullar üçün, dizayn zamanı 2-5 dəfə marj saxlanılmalıdır. Impedans dəyəri neçə kiçik olarsa, marj neçə böyük olmalıdır, bu da ölçmə dəyərlərinin tələblərə uyğun olmasına kömək edir.

4.2 İmalat Idarəetmə Nöqtələri

İstehsal prosesi məhsulun performansının dəqiqliyini təmin etmək üçün mühüm rol oynayar:

• Mold Dəqiqliyi İdarəetməsi: Sarım moldları dizayn nizamlamalarına əsasən istehsal edilir, ölçülərin toleransları təmin edilir.

• Sarım Ölçüsü İdarəetməsi:

• Sarımın radius və aksial ölçüləri dəqiqliklə idarə edilir, çünki bu parametrler sarılma sayının müəyyən olunduğu andan sonra sıfır - sıralı impedansa doğrudan təsir edir. Bütün ölçülər şəkildəki toleranslara uyğun olmalıdır.

• Kiçik çaplı emali tel istifadə edilən aşağı impedanslı məhsullar üçün, ara tabaka isolasiyası düzgün qoyulmalı və sarım sıxlıqla sarılmalıdır.

• Kuru Məhsullar üçün Xüsusi Proseslər:

• Rezina ile qapanan strukturlar üçün, iç və xarici moldlar istifadə edilir, diametr ölçüləri dəqiqliklə idarə edilir. Sarılma öncəsi qoyulan şebeke bezinin qalınlığı bir az kiçik (ölçülərdən böyük olmamalıdır) olmalıdır.

• Segmentlənmiş sarımların aksial ölçüləri segmentlər arası isolasiya vasitəsiylə idarə edilir. Hər segmentin hündürlüyü və aralığı dəyişdirilir və sabitləşdirilir, bu da qapanma zamanı çöküşün önünə gəlir.

4.3 Texniki Anlaşmalar Təklifləri

• Anlaşmaların sıfır - sıralı impedans &ge;5&Omega; olmasına üstünlük verilməsi tövsiyə olunur.

• İstifadəçilər <5&Omega; tələb edirsə, əvvəlcə istehsal çətinlikləri açıqlanır və təlimat mekanizmi təşkil edilir, bu da çatışmalar riskini azaltır.

5 Nəticə

Aşağı sıfır - sıralı impedanslı qara transformatorlar üçün, ümumi düsturlarla hesablanan dizayn dəyərləri və aktual ölçmə dəyərləri arasında ciddi sapmalar var. Sifariş etmə vəziyyətində imalat imkanlarını qiymətləndirmək, dizayn zamanı düzəliş koeffisiyentləri tətbiq etmək və yeterli istehsal marjı saxlamaq, məhsulun dəqiqliyini və çatışmaların riskini artırır.