דיון לעיצוב מותגים להנחת קרקעית עם trở kháng אפס סדרה נמוך
עם ההתרחבות של מערך החשמל והתהליך של רשתות כבלים בערים, זרם הקיבול במערכות חשמל ב-6kV/10kV/35kV עלה באופן משמעותי (בדרך כלל מעל 10A). מאחר ומערכות החשמל ברמת המתח הזו מרבות לאמץ מודל פעולה ללא חיבור אדיש, והצד התפוצה של המspielנים הראשיים הוא בדרך כלל בחיבור דלתא, ללא נקודת חיבור טבעית, לא ניתן לכבות את השטף במהלך תקלות קרקעיות בצורה надежной, מה שדורש את הוספת spielנים מחוברים לקרקע. spielנים מחוברים לקרקע מסוג Z הפכו לנפוצים בשל trởם הסדרה האפסית הנמוך שלהם, אך חלק מהמערכות דורשות תנגד סדרה אפסית אפילו נמוכה יותר. ככל שהערך של התנגדות קטן יותר, כך גדלה הסטייה, מה שמצריך אמצעים ממוקדים בתכנון spielנים מחוברים לקרקע עם תנגד סדרה אפסית נמוך.
1. שיטת חישוב התנגדות הסדרה האפסית עבור spielן מחובר לקרקע מסוג Z
1.1 מבנה טופולוגי
סליל העומס הגבוה של spielן מחובר לקרקע מסוג Z אומץ בחיבור בצורת Z. כל סליל פאזה מתחלק לשני חצאי סלים (כפי שמוצג בציור 1), שהם מסובלים על עמודי ליבה שונים. שני חצאי הסלים של אותה פאזה מחוברים בטור עם קיטועיות הפוכה, מה שמוביל למבנה תחביר מגנטי מיוחד.
התנגדות הסדרה האפסית מחושבת כמו שמוצג במשוואה (1).
בנוסחה, X0 הוא התנגדות הסדרה האפסית, W הוא מספר הסיבובים של סליל אחד (כלומר, חצי סליל), ΣaR הוא השטח המגנטי השקול, ρ הוא מקדם לורנץ, ו H הוא הגובה המגנטיזציה של הסליל.
2 ניתוח סטיית התנגדות הסדרה האפסית
לפי התקן IEC 60076 - 1, סטיית התנגדות הסדרה האפסית של spielן מחובר לקרקע נחשבת כמספיק טובה אם היא בתוך טווח של ±10%. על בסיס ניתוח תוצאות המבחנים של מאות spielנים מחוברים לקרקע (כולל נוזליים ומוכסיים) שנוצרו על ידי החברה בשנים האחרונות, ועל ידי השוואת ההבדלים בין הערכים המדידים לערכים המתוכנים של התנגדות הסדרה האפסית, ניתן לחלק את ההבדלים לשלוש קטגוריות כלליות:
מכיוון שישנם דרישות שונות לתנגדות הסדרה האפסית אצל משתמשים שונים, ישנם סוגים שונים של spielנים מחוברים לקרקע. בהם, מערכות ב-35kV מהוות את החלק הגדול ביותר, ולאחר מכן מערכות ב-10kV. בדרך כלל, עבור spielנים מחוברים לקרקע ב-35kV, דרישה לתנגדות הסדרה האפסית היא בעיקר ≤ 120Ω; עבור מערכות ב-10kV, דרישה זו היא בדרך כלל ≤ 15Ω. חלק מהמשתמשים דורשים ערכים קטנים יותר, וחלק אחר אינו מצהיר על דרישות מוגדרות.
3 ניתוח נתונים
בהתייחס לתוצאות המבחנים של מספר Spielans מחוברים לקרקע, מקור הסטייה המשמעותית בתנגדות הסדרה האפסית נובע מהעובדה שהערך המבוקש על ידי המשתמש סוטה מאוד מהערך הנורמלי של התנגדות. ערכים גבוהים מדי או נמוכים מדי יצרו אתגרים גדולים לייצור ותפירה. אפשר לראות בנוסחה (1) שתנגדות הסדרה האפסית היא עם קשר ריבועי במספר הסיבובים, שהוא הגורם הקריטי ביותר המשפיע על התנגדות הסדרה האפסית: ככל שהמספר של הסיבובים גדול יותר, כך גדל הכמות של חוט; ככל שהמספר של הסיבובים קטן יותר, כך גדל הכמות של ליבה. בין אם התנגדות הסדרה האפסית גבוהה מדי או נמוכה מדי, זה יציר עלויות ייצור גבוהות באופן משמעותי.
3.1 ניתוח מקרי
ניקח שני דגמים של Spielans מחוברים לקרקע בקיבולת קטנה של 10kV לדוגמה לניתוח:
בהשוואה, הסטייה של הסוג הנוזלי מעט גדולה מהסוג המוכסי. הסיבה לכך היא שבتصميم לתנגדות סדרה אפסית מאוד נמוכה, מספר הסיבובים קטן, גודל הרדיוס של הסליל קטן, והגובה יחסי גבוה, כך קשה לשלוט בערך הסדרה האפסית. כשהערך הבסיסי קטן, שליטה גרועה בגודל יכולה להוביל להגדלת הסטייה; בעוד הסליל המוכסי מעוצב עם רזין, והגודל החיצוני קל יותר לשלוט בו בעזרת תבנית, כך שהסטייה היא קצת קטנה יותר.
נתוני הייצור האמיתיים מראים שהשיטה החישובית הנוכחית אינה מתאימה לסpielans מחוברים לקרקע עם תנגדות סדרה אפסית נמוכה. בהתחשב בנתוני המוצרים הקודמים, משערים כי יש להכניס מקדם תיקון, וערכים שונים של סדרה אפסית מתאימים למקדמי תיקון שונים: ככל שערכו של סדרה אפסית עולה, המקדם יורד בצורה לא ליניארית; כאשר ערכו של סדרה אפסית מגיע בערך ל-10Ω, המקדם מתקרב ל-1.0; אחרי העברת 10Ω, עקב הבדלים קלים בתהליך הייצור, השינוי במקדם קטן מאוד (יש מקרים נדירים שבהם הוא פחות מ-1.0, והסטייה הכוללת היא נמוכה), והצורה של הביטוי היא בערך פונקציה הפוכה ברביע הראשון (ראו ציור 2).
חשוב לציין שהניתוח הנ"ל הוא רק מתאים למוצרים של 10kV. עבור מוצרים מעל 10kV, מכיוון שאין דרישה כזו חזקה לתנגדות סדרה אפסית נמוכה, עד כה לא נמצא תופעה של עודף סטיית תנגדות סדרה אפסית.
4 פתרונות
כדי להתמודד עם הבעיה של מדידת תנגדות סדרה אפסית גבוהה מדי בסpielans מחוברים לקרקע עם תנגדות סדרה אפסית נמוכה, על בסיס איסוף והצגת נתונים, מציעים את המеры האופטימיזציה הבאות:
4.1 אסטרטגיית אופטימיזציה של עיצוב
כאשר משתמשים דורשים ערך תנגדות סדרה אפסית מאוד נמוך, קשה להבטיח דיוק בממדים של הסליל, מה שיכול להגדיל סטיות מדידה. עבור מוצרים עם תנגדות סדרה אפסית דרישה <5Ω, צריך להישאר עם שולי תכנון של 2-5 פעמים. ככל שהערך של התנגדות קטן יותר, כך השוליים צריכים להיות גדולים יותר כדי להבטיח שהמדידות תואמות לדרישות.
4.2 נקודות שליטה בייצור
תהליך הייצור משחק תפקיד מכריע בהבטיחת דיוק בביצוע המוצר:
4.3 המלצות להסכם טכני
5 מסקנות
עבור Spielans מחוברים לקרקע עם תנגדות סדרה אפסית נמוכה, קיימות סטיות משמעותיות בין ערכי התכנון המחושבים בנוסחאות כלליות לבין מדידות אמיתיות. מומלץ להעריך את יכולת הייצור בשלב הזמנת המוצר, להכניס מקדמי תיקון בתכנון, ולשמור על שולי ייצור מספיקים כדי להגביר את אחידות המוצר ואמינות האספקה.
