Talakayan sa disenyo ng mga transformer na may mababang zero-sequence impedance na pag-ground

Sa paglaki ng saklaw ng sistema ng kuryente at proseso ng kabilya sa mga grid ng kuryente sa lungsod, ang kapasitibong kuryente sa 6kV/10kV/35kV na mga grid ng kuryente ay lubhang tumataas (karaniwang lumalampas sa 10A). Dahil ang mga grid ng kuryente sa antas ng tensyon na ito ay pangunahing sumusunod sa mode ng operasyon na walang grounded na neutral, at ang side ng distribusyon ng tensyon ng mga pangunahing transformer ay karaniwang nasa delta connection, na walang natural na punto ng grounding, ang apoy sa mga ground fault ay hindi maaring mapigilan nang maipaglaban, kaya kinakailangan ang pagsisimula ng mga grounding transformer. Ang Z-type na mga grounding transformer ay naging mainstream dahil sa kanilang maliit na zero-sequence impedance, ngunit ang ilang mga sistema ay nangangailangan ng mas mababang zero-sequence impedance. Ang mas maliit ang halaga ng impedansiya, ang mas malaking pagbabago, kaya kinakailangan ng mga pamamaraan na nakatuon sa disenyo ng mga grounding transformer na may mababang zero-sequence impedance.

1. Pamamaraan ng Paghuhugot ng Zero-sequence Impedance para sa Z-type Grounding Transformer
1.1 Topological Structure

Ang mataas na tensyon na winding ng Z-type grounding transformer ay sumusunod sa zigzag connection. Ang bawat phase winding ay nahahati sa upper at lower half-windings (tulad ng ipinapakita sa Figure 1), na kasunod ay inuwindo sa iba't ibang iron core columns. Ang dalawang half-windings ng parehong phase ay konektado sa serye nang may reverse polarity, na nagtatagpo sa espesyal na magnetoelectric coupling structure.

Ang zero-sequence impedance ay inihuhugot tulad ng ipinapakita sa equation (1).

Sa formula, X0 ay ang zero - sequence impedance, W ang bilang ng turns ng isang winding (o half - winding), ΣaR ang katumbas na leakage magnetic area, ρ ang Lorenz coefficient, at H ang reactance height ng winding.

2 Pagsusuri ng Pagbabago ng Zero - sequence Impedance

Ayon sa IEC 60076 - 1 standard, ang pagbabago ng zero - sequence impedance ng grounding transformer ay pinapatunayan na qualified kung nasa range ng ±10%. Sa pamamagitan ng pagsusuri ng resulta ng pagsusulit ng daang-daan na grounding transformers (kasama ang oil - immersed at dry - type) na ginawa ng kompanya noong nakaraang mga taon, at sa pamamagitan ng paghahambing ng pagkakaiba sa pagitan ng aktwal na sukat at disenyo ng halaga ng zero - sequence impedance, ang mga pagkakaiba ay maaaring hatiin sa mga sumusunod na tatlong kategorya:

• Ang sukat na halaga ay malapit sa disenyo: Ang pagkakaiba ay nasa loob ng range ng pagbabago. Ang uri na ito ay may pinakamalaking bahagi, at karamihan ng mga produkto ay qualified.

• Ang sukat na halaga ay mas maliit kaysa sa disenyo: Ang pagbabago ay lumampas sa binigay na halaga. Ngunit, dahil ang mga user ay karaniwang nagtatakda lamang ng upper limit ng impedansiya at walang lower limit requirement, ito ay pa rin qualified, ngunit ang bahagdan ng pagyayari ay napakaliit.

• Ang sukat na halaga ay mas malaki kaysa sa disenyo: Ito ay lubhang lumampas sa mga requirement ng customer at pinapatunayan na di-qualified. Pareho din, ito ay napakaliit na sitwasyon.

Dahil sa iba't ibang mga requirement para sa zero - sequence impedance ng iba't ibang mga user, mayroong iba't ibang uri ng grounding transformers. Kung saan, ang 35kV class ay may pinakamataas na bahagi, kasunod ng 10kV class. Karaniwan, para sa 35kV class grounding transformers, ang zero - sequence impedance ay karaniwang nangangailangan na ≤ 120Ω; para sa 10kV class, ito ay karaniwang nangangailangan na ≤ 15Ω. Ang ilang mga user ay may mas maliit na requirement, at ang iba naman ay walang malinaw na requirement.

3 Pagsusuri ng Data

Sa pagbibigay ng pansin sa mga resulta ng pagsusulit ng maraming grounding transformers, ang ugat ng malaking pagbabago ng zero - sequence impedance ay nasa sa halaga na nangangailangan ang user na lumampas sa conventional na halaga ng impedansiya. Ang mga halaga na masyadong malaki o masyadong maliit ay magdudulot ng malaking hamon sa produksyon at paggawa. Maaaring makita mula sa Formula (1) na ang zero - sequence impedance ay may square relationship sa bilang ng turns, na ito ang pinakamahalagang factor na nakakaapekto sa zero - sequence impedance: ang mas maraming turns, ang mas malaking halaga ng wire na ginagamit; ang mas kaunti ang turns, ang mas malaking halaga ng iron core na ginagamit. Kahit na ang zero - sequence impedance ay masyadong malaki o masyadong maliit, ito ay lalo pang tatataas ang production cost.

3.1 Pagsusuri ng Kaso

Ipaglaban ang dalawang batch ng small - capacity 10kV grounding transformers bilang halimbawa para sa pagsusuri:

• Oil - immersed grounding transformer: Modelo DKS11 - 125/10.5, walang secondary winding. Ang user ay nangangailangan ng zero - sequence impedance na < 4&Omega;. Ayon sa naunang pamamaraan ng pagkuha, pagkatapos ng pag-consider ng manufacturing deviation at reserving ng margin, ang disenyo value ay itinalaga sa 2.2&Omega;. Ngunit, sa parehong proseso ng produksyon, ang resulta ng pagsusulit ay lubhang lumampas sa standard, na 3.5 beses ang disenyo value; para sa unang batch ng 7 produkto, ang zero - sequence impedance ay nasa range ng 7&Omega; - 8&Omega;.

• Dry - type grounding transformer: Modelo DKSC11 - 125/10.5, ang disenyo value ng zero - sequence impedance ay 2.25&Omega;, at ang resulta ng pagsusulit ng finished product ay 6.8&Omega;, na lumampas sa standard ng humigit-kumulang 3 beses. Ito ay naipadala mula sa factory matapos ang negosasyon at pahintulot mula sa user.

Sa paghahambing, ang pagbabago ng oil - immersed type ay medyo mas malaki kaysa sa dry - type. Ang dahilan dito ay dahil kapag nangangailangan ng napakaliit na zero - sequence impedance, ang bilang ng turns ay maliit, ang radial size ng winding ay maliit, at ang taas ay medyo mataas, kaya mahirap kontrolin ang zero - sequence value. Kapag ang base value ay maliit, ang mahirap na kontrol sa size ay madaling magresulta sa paglaki ng pagbabago; samantalang ang dry - type winding ay cast na may resin, at ang external dimension ay mas madaling kontrolin sa tulong ng mold, kaya ang pagbabago ay medyo mas maliit.

Ang aktwal na data ng produksyon ay nagpapakita na ang umiiral na pamamaraan ng pagkuha ay hindi applicable sa grounding transformer na may mababang zero - sequence impedance. Sa kombinasyon ng statistical data ng naunang mga produkto, ito ay inaasahan na dapat magkaroon ng correction coefficient, at iba't ibang zero - sequence values ay may iba't ibang correction coefficients: habang ang zero - sequence value ay tumataas, ang coefficient ay bumababa nang hindi linear; kapag ang zero - sequence value ay umabot sa humigit-kumulang 10&Omega;, ang coefficient ay lumapit sa 1.0; pagkatapos lumampas sa 10&Omega;, naapektuhan ng maliit na pagkakaiba sa proseso ng produksyon, ang coefficient ay medyo hindi nagbabago (may mga okasyonal na kaso kung saan ito ay mas mababa kaysa 1.0, at ang kabuuang pagbabago ay mababa), at ang anyo ng pagpapahayag ay humigit-kumulang na inverse proportion function sa first quadrant (tingnan ang Figure 2).

Dapat tandaan na ang nabanggit na pagsusuri ay tanging applicable sa 10kV products. Para sa mga produkto na higit sa 10kV, dahil wala ring ganoong mahigpit na requirement para sa mababang zero-sequence impedance, hindi pa natuklasan ang phenomenon ng excessive zero-sequence impedance deviation hanggang ngayon.

4 Solusyon

Upang tugunan ang isyu ng sobrang sukat na zero-sequence impedance sa low zero-sequence impedance grounding transformers, ang mga sumusunod na optimization measures ay inihanda batay sa data collection at pagsusuri:

4.1 Design Optimization Strategy

Kapag ang mga user ay nangangailangan ng napakaliit na zero-sequence impedance value, ang presisyong dimensyon ng winding ay mahirap tiyakin, madaling mapalaki ang pagbabago ng sukat. Para sa mga produkto na nangangailangan ng zero-sequence impedance <5&Omega;, dapat mag-reserve ng design margin na 2-5 times. Ang mas maliit ang halaga ng impedansiya, ang mas malaking margin na kailangan upang tiyakin ang measured values na sumasakto sa requirements.

4.2 Manufacturing Control Points

Ang proseso ng produksyon ay nagpapasya sa pagtiyak ng akurasyon ng performance ng produkto:

• Mold Precision Control: Gumawa ng winding molds ayon sa design specifications, tiyakin ang dimensional tolerances.

• Winding Dimension Management:

• Tiyakin ang presisyong radial at axial dimensions ng windings, dahil ang mga parameter na ito ay direktang nakakaapekto sa zero-sequence impedance pagkatapos matukoy ang bilang ng turns. Lahat ng dimensions ay dapat sumunod sa drawing tolerances.

• Para sa mga produktong may mababang impedansiya na gumagamit ng maliit na gauge enameled wires, ang interlayer insulation ay dapat ilagay nang pantay, at ang windings ay dapat mabigat na iwindo.

• Special Processes for Dry-type Products:

• Para sa cast-resin structures, gamitin ang internal at external molds upang tiyakin ang diameter dimensions. Ang thickness ng mesh cloth na inilalagay bago ang winding ay dapat medyo mas maliit (hindi mas malaki) kaysa sa specified.

• Ang axial dimensions ng segmented windings ay kontrolado ng inter-segment insulation. Ayusin at i-fix ang taas at distansya ng bawat segment upang maiwasan ang pagbagsak sa panahon ng casting.

4.3 Technical Agreement Recommendations

• Paboran ang specification ng zero-sequence impedance &ge;5&Omega; sa mga agreement.

• Kung ang mga user ay insistent na <5&Omega;, malinaw na komunikasyon sa mga difficulty ng manufacturing sa advance at mag-establish ng consultation mechanism upang maiwasan ang delivery risks.

5 Conclusion

Para sa low zero-sequence impedance grounding transformers, may malaking pagbabago sa pagitan ng calculated design values at actual measurements. Inirerekomenda ang evaluation ng manufacturability sa ordering stage, introduce ng correction factors sa disenyo, at mag-reserve ng sapat na production margins upang palakasin ang product consistency at delivery reliability.