Pagkakatakdang Impedansa sa Zero-Sequence sa Dry-Type Grounding Transformer nga may ZN Connection
Sa usa ka neutral-insulated three-phase power system, ang earthing transformer naghatag og artificial neutral point, nga mahimong solidly earthed o earthed pinaagi sa reactors/arc suppression coils. Ang ZNyn11 connection adunay tipikal, diin ang zero-sequence magnetomotive forces sa inner/outer half-windings sa samang core column mag-cancel out, balancing fault currents sa series windings ug minimizing zero-sequence leakage flux/impedance.
Kritikal ang zero-sequence impedance: determina kini ang magnitude sa fault current ug phase-to-earth voltage distribution sa impedance-earthed systems.
1. Katungod sa ZN-Connected Earthing Transformer
Kon makaya ang YNd11-connected transformers, mas preferido ang ZNyn11 (Fig. 1). Key differences:
Durante ang single-phase earth faults, ang pagpili sa appropriate earthing impedance limita ang phase short-circuit currents sa rated phase current sa main transformer.
2. Analisis sa Zero-Sequence Impedance sa ZN-Connected Earthing Transformers
Ang main technical parameters sa earthing transformer analysis model gipakita sa Table 1, kon ang allowable deviation sa zero-sequence impedance gikinahanglan nga within ±7.5%.
2.1 Pagkuha sa Zero-Sequence Impedance Pinaagi sa Traditional Empirical Formula
Gikan sa Figure 2 (earthing transformer winding arrangement), ang zero-sequence impedance gitakda isip ang ratio sa voltage drop sa usa ka phase sa fault current kon ang fault current mogawas sa tanang tulo ka phases simultaneously. Para sa pagkuha, X0 sumala sa impedance principle sa ordinary double-winding power transformers (Equation 1).
Sa formula, W representa ang number of winding turns. Para sa winding nga may ZN connection, W ang number of turns sa half - winding; ∑aR denotes ang equivalent leakage flux area. Para sa winding nga may ZN connection, kini ang equivalent leakage flux area sa duha ka half - windings; ρ ang Rogowski coefficient; H ang reactance height sa winding.
Pagsubstitute ang data sa Table 1 sa Equation (1), ang calculated zero-sequence impedance mao ang 70.6 Ω.
2.2 Analisis sa Zero-Sequence Impedance Pinaagi sa Electromagnetic Software
Ang Magnet electromagnetic software gikan sa Infolytica gigamit para sa magnetic field analysis. Ang 3D simplified model gibuo batas sa structural characteristics sa product, gikan sa Figure 3. Ang software naggamit og T-Ω potential group solving algorithm pinaagi sa laminated elements gamit ang 1st hangtod 3rd order interpolation polynomials.
Ang Finite element analysis (FEA) usa ka numerical calculation method rooted sa variational principle ug meshing interpolation. Iya first transforma ang boundary value problem ngadto sa corresponding variational problem (i.e., an extremum problem sa functional) gamit ang variational principle, pagkatapos discretize ang variational problem ngadto sa extremum problem sa common multivariate function pinaagi sa meshing interpolation, ultimately reducing it ngadto sa set sa multivariate algebraic equations para sa pagkuha sa numerical solution.Durante ang analysis, ang mesh divisions gisets as follows: air at 80, iron core at 30, ug windings at 15. Ang product's meshing diagram gipakita sa Figure 4.
Sa finite element algorithms, ang polynomial order correlated sa accuracy sa field - domain shape functions – mas taas nga orders mas maayo nga characterize ang field properties. Para sa model, giadopt ang 2nd - order polynomial, may maximum nga 20 iterations, 0.5% iteration error, ug 0.01% conjugate gradient error.
Para sa test sa zero - sequence impedance sa earthing transformer pinaagi sa field - circuit coupling method: apply ang high - voltage rated current (27.59 A peak for software) sa neutral point, keep open - circuited ang low - voltage side, ug measure ang voltage.
2.3 Pagmeasure sa Zero-Sequence Impedance
Ang zero-sequence impedance gimeasure sa line terminals ug neutral terminal sa earthing transformer sa rated frequency (gikan sa Figure 5), expressed sa ohms per phase. Ang iyang value gicalculate isip 3U/I (kon U ang test voltage ug I ang test current). Durante ang measurement, ang rated current nga 19.5 A giatiman sa line terminals, ug ang voltage sa line terminals ug neutral point gimeasure isip 443.3 V. Ang calculated zero-sequence impedance mao ang 68.2 Ω.
2.4 Comparative Analysis sa Calculated, Simulated ug Measured Values
Ang main performance parameters gicompare sa Table 2. Ang resulta mohatag nga ang calculated ug simulated zero-sequence impedances sa earthing transformer close sa measured value, may deviations nga 3.5% ug 0.88% respectively. Ang simulation results gikan sa electromagnetic software mas close sa measured values. Ang magnetic field analysis results makatabang sa clear understanding sa magnetic field distribution characteristics sa product sa working condition, kini makagamit sa optimization sa electromagnetic design ug structural design sa product batas sa magnetic field distribution characteristics.
Ang magnetic field simulation results gikan sa electromagnetic software mas aligned sa measured values. Sa tabang sa magnetic field analysis results, mas clear ang understanding sa characteristics sa product's magnetic field distribution sa working condition, ug thus targeted electromagnetic design ug structural design sa product mahimo.
3.Konklusyon
Kritikal ang zero-sequence impedance sa earthing transformers, may strict deviation requirements gikan sa users. Kon calculating pinaagi sa traditional empirical formulas sa engineering, kining giang need og correction sa empirical coefficients, na rely heavily sa designers' experience ug hardly ensures accuracy.
Para sa pag-improve sa accuracy, ang paper gisugyot ang simulation software sa magnetic field analysis, compare sa empirical formula results, ug verify pinaagi sa tests. Ang simulation results accurate ug makapaghimo sa engineering needs.
