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

Sa paglaki ng saklaw ng sistema ng kuryente at ang proseso ng kabilya sa mga grid ng kuryente ng 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 karaniwang sumusunod sa mode ng operasyon na walang ground sa neutral, at ang distribusyon ng tensyon sa bahaging pang-voltage ng mga pangunahing transformer ay karaniwang nasa delta connection, na walang natural na punto ng ground, ang apoy sa mga fault sa ground ay hindi maaaring maipaglaban na tiwala, kaya kinakailangan ang pagpasok 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 impedance, ang mas malaking pagbabago, kaya nangangailangan ng mga pamamaraan na may layunin sa disenyo ng mga grounding transformer na may mababang zero-sequence impedance.

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

Ang high-voltage 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 inuugnay sa iba't ibang iron core columns. Ang dalawang half-windings ng parehong phase ay inuugnay sa serye ng reverse polarity, na nagpapabuo ng espesyal na magnetoelectric coupling structure.

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

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

2 Pagsusuri ng Pagbabago ng Zero - sequence Impedance

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

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

• Ang sukat na aktwal ay mas maliit kaysa sa value ng disenyo: Ang pagbabago ay lumampas sa ibinigay na value. Gayunpaman, dahil ang mga user ay karaniwang nagbibigay lamang ng upper limit ng impedance at walang lower limit requirement, ito ay pa rin qualified, ngunit ang proporsyon ng pagyayari ay lubhang maliit.

• Ang sukat na aktwal ay mas malaki kaysa sa value ng disenyo: Ito ay lubhang lumampas sa requirements ng customer at itinuturing na hindi qualified. Gayundin, ito ay isang lubhang malubhang sitwasyon.

Dahil sa iba't ibang requirements para sa zero - sequence impedance ng iba't ibang users, may iba't ibang uri ng grounding transformers. Sa kanila, ang 35kV class ay may pinakamataas na proporsyon, kasunod ng 10kV class. Karaniwan, para sa 35kV class grounding transformers, ang zero - sequence impedance ay kadalasang kailangang ≤ 120Ω; para sa 10kV class, ito ay kadalasang kailangang ≤ 15Ω. Ang ilang users ay may mas maliit na requirements, at ang iba naman ay walang malinaw na requirements.

3 Pagsusuri ng Data

Nag-iisip ng mga resulta ng pagsusulit ng maraming grounding transformers, ang ugat ng malaking pagbabago ng zero - sequence impedance ay nasa sa value na kailangan ng user na lumalampas sa conventional na value ng impedance. Ang masyadong malaki o masyadong maliit na values ay magdudulot ng malaking hamon sa produksyon at paggawa. Makikita sa Formula (1) na ang zero - sequence impedance ay may square relationship sa bilang ng turns, na ang pinakamahalagang factor na nakakaapekto sa zero - sequence impedance: ang mas maraming bilang ng turns, ang mas maraming wire na ginagamit; ang mas kaunti ang bilang ng turns, ang mas maraming iron core na ginagamit. Kung ang zero - sequence impedance ay masyadong malaki o masyadong maliit, ito ay lalaki 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: Model DKS11 - 125/10.5, walang secondary winding. Ang user ay nangangailangan ng zero - sequence impedance na < 4&Omega;. Batay sa naunang pamamaraan ng pagkalkula, pagkatapos ng pagkonsidera ng manufacturing deviation at reserving a margin, ang design value ay itinalaga sa 2.2&Omega;. Gayunpaman, sa parehong proseso ng produksyon, ang resulta ng pagsusulit ay lubhang lumampas sa standard, na 3.5 beses ang design value; para sa unang batch ng 7 produkto, ang zero - sequence impedance ay nasa range ng 7&Omega; - 8&Omega;.

• Dry - type grounding transformer: Model DKSC11 - 125/10.5, ang design value ng zero - sequence impedance ay 2.25&Omega;, at ang resulta ng pagsusulit ng tapos na produkto ay 6.8&Omega;, lumampas sa standard ng humigit-kumulang 3 beses. Ito ay nailabas mula sa pabrika matapos ang negosasyon at pahintulot ng user.

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

Ang aktwal na data ng produksyon ay nagpapakita na ang umiiral na pamamaraan ng pagkalkula ay hindi applicable sa grounding transformer na may mababang zero - sequence impedance. Sa tulong ng statistical data ng mga dating produkto, itinataya 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 hindi masyadong nagbabago (may mga okasyonal na kaso na ito ay mas maliit sa 1.0, at ang kabuuang pagbabago ay maliit), at ang anyo ng pagpapahayag ay humigit-kumulang isang inverse proportion function sa unang quadrant (tingnan ang Figure 2).

Dapat tandaan na ang nabanggit na pagsusuri ay applicable lamang sa 10kV produkto. Para sa mga produktong higit sa 10kV, dahil wala ring ganoong mahigpit na requirement para sa mababang zero-sequence impedance, hindi pa natuklasan ang paglalabas ng masyadong malaking pagbabago ng zero-sequence impedance.

4 Solusyon

Upang tugunan ang isyu ng labis na sukat ng zero-sequence impedance sa mga grounding transformer na may mababang zero-sequence impedance, inirerekomenda ang mga sumusunod na pamamaraan ng optimisasyon batay sa pagkolekta at pagsusuri ng data:

4.1 Strategiya ng Disenyo ng Optimisasyon

Kapag ang mga user ay nangangailangan ng napakaliit na value ng zero-sequence impedance, ang precision ng dimensions ng winding ay mahirap tiyakin, na madaling lumago ang pagbabago ng sukat. Para sa mga produkto na may kailangan na zero-sequence impedance <5&Omega;, dapat na reserbahan ang margin ng disenyo na 2-5 beses. Ang mas maliit ang value ng impedance, ang mas malaking margin ang kailangan upang siguruhin na ang sukat na aktwal ay sumasang-ayon sa requirements.

4.2 Mga Kontrol Point sa Paggawa

Ang proseso ng produksyon ay naglalarawan ng decisive role sa pagtiyak ng accuracy ng performance ng produkto:

• Precision Control ng Mold: Gumawa ng winding molds ayon sa specifications ng disenyo, at tiyakin ang dimensional tolerances ay sumasang-ayon.

• Management ng Dimensions ng Winding:

• Tiwalang kontrolin ang 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 impedance na gumagamit ng small-gauge enameled wires, ang interlayer insulation ay dapat ilagay nang pantay, at ang mga winding ay dapat maikling inuwind.

• Especial na Proseso para sa Dry-type Produkto:

• Para sa cast-resin structures, gamitin ang internal at external molds upang tiyakin ang diameter dimensions. Ang thickness ng mesh cloth na ilalagay bago ang winding ay dapat kaunti 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 spacing ng bawat segment upang maiwasan ang pagbagsak sa panahon ng casting.

4.3 Rekomendasyon sa Teknikal na Kasunduan

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

• Kung ang mga user ay insist sa <5&Omega;, malinaw na ipagbigay alam ang mga difficulty sa paggawa sa maagang panahon at itatag ang mekanismo ng konsultasyon upang maiwasan ang mga panganib sa delivery.

5 Pagtatapos

Para sa mga grounding transformer na may mababang zero-sequence impedance, mayroong malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga calculated design values at actual measurements. Inirerekomenda ang pag-evaluate ng manufacturability sa stage ng ordering, pag-introduce ng correction factors sa disenyo, at pag-reserve ng sapat na production margins upang mapalakas ang product consistency at reliability ng delivery.