Nul-seria Impedancela Karakterizado de Seka Transformilo kun ZN Konekto
En neutrala izolita tri-faza energisistemo, tertransformilo provizas artificalan neŭtralan punkton, kiu povas esti solide terigita aŭ terigita per reaktoroj/arksuprimantaj spiroj. La ZNyn11 konekto estas tipa, kie nulsekvencaj magnetomotivaj fortoj en la internaj/eksternaj duon-vindoj de la sama kernkolono nuliĝas, balancante defektajn kurojn en seriovindoj kaj minimumigante nulsekvencon ekfluan magneton/impedon.
Nulsekvenca impedo estas grava: ĝi determinas la grandon de defektaj kuroj kaj la distribuon de fazo-al-tero voltado en impedterigitaj sistemoj.
1. Trajtoj de Tertransformilo kun ZN-Konekto
Kvankam YNd11-konektitaj transformiloj povas esti uzitaj, ZNyn11 estas preferata (Fig. 1). Klavaj diferencoj:
Dum unufazaj terredefektoj, elektado de taŭga terimpedo limigas fazkurtojn ale interne de la nombrata fazkuro de la ĉeftransformilo.
2. Analizo de Nulsekvenca Impedo de Tertransformilo kun ZN-Konekto
La ĉefaj teknikaj parametroj de la analiza modelo de la tertransformilo estas montritaj en Tabelo 1, kun la permesata devio de nulsekvenca impedo postulas esti ene de ±7.5%.
2.1 Kalkulado de Nulsekvenca Impedo per Tradicia Empeira Formulo
Kiel montrite en Figuro 2 (aranĝo de tertransformila vindigo), nulsekvenca impedo estas difinita kiel la rilatumo de la voltado-falo en unu fazo al la defektkuro, kiam la defektkuro flugas tra ĉiuj tri fazoj samtempe. Por kalkulado, X0 sekvos la impedprincipon de ordinara duobla-vinda potenco-transformilo (Ekvacio 1).
En la formulo, W reprezentas la nombron de vindturnoj. Por vindo kun ZN-konekto, W estas la nombro de turnoj de la duon-vindo; ∑aR signifas la ekvivalentan ekfluan areon. Por vindo kun ZN-konekto, ĝi estas la ekvivalenta ekflua areo de la du duon-vindoj; ρ estas la Rogowskia koeficiento; H estas la reaktanca alto de la vindo.
Substituante la datumojn en Tabelo 1 en Ekvacion (1), la kalkulita nulsekvenca impedo estas 70.6 Ω.
2.2 Analizo de Nulsekvenca Impedo per Elektromagnetika Programaro
La Magnet elektromagnetika programaro de Infolytica estis uzita por magnetkampa analizo. Bazita sur la struktura karakterizoj de la produkto, 3D simpligita modelo estis konstruita, kiel montrite en Figuro 3. La programaro uzas T-Ω potencialgrupan solvan algoritmon kun lamitaj elementoj uzantaj 1-a ĝis 3-a ordo interpolajn polinomojn.
Finitelementa analizo (FEA) estas numerika kalkulmetodo bazita sur variaciaprincipo kaj mallarĝiginterpolado. Ĝi unue transformas la randvalorproblemon en la respondan variacioproblemon (t.e., ekstremuma problemo de funkcionalo) uzante la variacioprincipon, poste diskretigas la variacioproblemon en ekstremuman problemon de komuna multvariabla funkcio tra mallarĝiginterpolado, finfine reduktas ĝin al aro de multvariablaj algebraj ekvacioj por solvi la numeran solvon. Dum la analizo, la mallarĝdividoj estis agorditaj jene: aero je 80, ferakerno je 30, kaj vindigoj je 15. La mallarĝdiagramo de la produkto estas detale montrita en Figuro 4.
En finitelementaj algoritmoj, la polinoma ordo korelaspondas kun la akurateco de la kamplimfunkcioj - pli alta ordo pli bone karakterizas kampan proprecojn. Por tiu modelo, 2-a orda polinomo estis adoptita, kun maksimumo de 20 iteracioj, 0.5%-a iteracia eraro, kaj 0.01%-a konjugita gradua eraro.
Por testi la nulsekvencan impendon de la tertransformilo per la kampon-cirklo kunligmetodo: apliku la altvolan nombratan kuron (27.59 A pinto por programaro) ĉe la neŭtrala punkto, daŭrigu la malaltvolan flankon malfermitcirkle, kaj mezuru la voltadon.
2.3 Mezuro de Nulsekvenca Impedo
Nulsekvenca impedo estas mezurata inter la liniaj terminaloj kaj la neŭtrala terminalo de la tertransformilo ĉe nombrata frekvenco (kiel montrite en Figuro 5), esprimata en ohmoj por fazo. Ĝia valoro estas kalkulata kiel 3U/I (kie U estas la testa voltado kaj I estas la testa kuro). Dum la mezuro, nombrata kuro de 19.5 A estas aplikata al la liniaj terminaloj, kaj la voltado inter la liniaj terminaloj kaj la neŭtrala punkto estas mezurata kiel 443.3 V. La kalkulita nulsekvenca impedo estas 68.2 Ω.
2.4 Komparativa Analizo de Kalkulitaj, Simulitaj kaj Mezuritaj Valoroj
La ĉefaj performancparametroj estas komparitaj en Tabelo 2. La rezultoj montras, ke ambaŭ la kalkulita kaj simulita nulsekvencaj impedo de la tertransformilo estas proksimaj al la mezurita valoro, kun devioj de 3.5% kaj 0.88% respektive. La simulrezultoj de la elektromagnetika programaro estas pli proksimaj al la mezuritaj valoroj. La magnetkampaj analizrezultoj helpas klare kompreni la magnetkampajn distribuokarakterizojn de la produkto sub tiu laborkondiĉo, kiuj povas esti uzitaj por optimizi la elektromagnetikan dizajnon kaj strukturan dizajnon de la produkto bazite sur la magnetkampaj distribuokarakterizoj.
La magnetkampaj simulrezultoj akiritaj per elektromagnetika programaro estas pli proksime aligitaj al la mezuritaj valoroj. Kun la helpo de la magnetkampaj analizrezultoj, la karakterizoj de la produktmagnetkampa distribuo sub tiu laborkondiĉo povas esti pli klare komprenitaj, kaj do celorienta elektromagnetika dizajno kaj struktura dizajno de la produkto povas esti faritaj.
3.Konkludo
Nulsekvenca impedo estas klava parametro de tertransformiloj, kun striktaj deviometroj de uzantoj. Kalkulante per tradiciaj empeiraj formuloj en inĝenierado, korigo de empeiraj koeficientoj estas bezonata, kio forte dependas de la sperto de dizajnistoj kaj malfacile sekuras akuratecon.
Por plibonori la akuratecon, ĉi tiu verko uzas simulprogramaron por magnetkampa analizo, komparas kun empeirformularrezultoj, kaj verifikas per testoj. La simulrezultoj estas akurataj kaj povas kontentigi inĝenierbezonojn.
