Caracterizatio Impedantiae Secuentiae Nullae Transformatoris Terrae Siccitatis cum Connectione ZN
In systemate electricitatis triphasico neutraliter insulato, transformator terrae praebet punctum neutrale artificiale, quod firmo modo terrari potest aut per reactores/coilas suppressionis arcus. Connexio ZNyn11 est typica, ubi magnetomotiva sequentia nullorum in dimidiis spiraibus interiore/externa eadem columna core cancellantur, aequantes currentes fault in spiraibus serie dispositis et minimizantes fluxum/impedimentum nullorum.
Impedimentum nullorum est criticum: determinat magnitudinem currentis fault et distributionem tensionis phase-to-earth in systematibus terrari impedimento.
1. Caracteres Transformatoris Terrae Connexionis ZN
Cum transformatores YNd11-connexi uti possint, ZNyn11 praeferuntur (Fig. 1). Differenciae claves:
In defectibus earth uniphasicis, eligendo impedimentum terrae appropriatum limitatur currentes circuitus brevis phase intra currentem phase nominalem transformatoris principali.
2. Analyse Impedimenti Nullorum Transformatoris Terrae Connexionis ZN
Parametri technici principales modello analyse transformatoris terrae ostendi sunt in Tabula 1, cum deviatio permittenda impedimenti nullorum requiritur intra ±7.5%.
2.1 Calculus Impedimenti Nullorum per Formulas Empiricas Traditionales
Ut monstratur in Figura 2 (dispositio spiraibuses transformatoris terrae), impedimentum nullorum definitur ut ratio decrementi tensionis in una phase ad currentem fault quando fluit currentis fault per tres phases simul. Ad calculandum, X0 sequitur principium impedimenti transformatorum binarum spiraibuses ordinari (Equatio 1).
In formula, W representat numerum gyrationum spiraebus. Pro spiraebus connexionis ZN, W est numerus gyrationum dimidii spiraebus; ∑aR denotat aream equivalentem fluxus leakage. Pro spiraebus connexionis ZN, est area equivalentis fluxus leakage duorum dimidiorum spiraebus; ρ est coefficient Rogowski; H est altitudo reactance spiraebus.
Substituendo data in Tabula 1 in Aequatione (1), calculatum est impedimentum nullorum 70.6 Ω.
2.2 Analyse Impedimenti Nullorum per Software Electromagneticum
Software Magnet electromagneticum ab Infolytica fuit usitatum ad analysin campi magneticum. Modello simplificatum 3D constitutum est ex structura producti, ut monstratur in Figura 3. Software utilitat algorithmum solvendi T-Ω potential group cum elementis laminatis usantibus polynomia interpolationis 1 ad 3 ordinem.
Finite element analysis (FEA) est methodus calculi numerici radicata in principio variationis et discretione interpolationis. Primum transformat problemam boundary value in variational problem corresponding (i.e., extremum problem functionalis) utendo principio variationis, deinde discretizes variational problem in extremum problem functionis multivariabilis per interpolationem discretione, ultime reducit ad set multivariabilis aequationum algebraicarum pro solvendo solutionem numericam. In analyse, divisiones mesh fuerunt ita dispositae: aer 80, ferrum core 30, et spiraebus 15. Diagramma meshing producti detegitur in Figura 4.
In algoritmis finite element, ordo polynomialis correlat cum accurate formarum functionum campi - domini - ordines maiori melius characterizant proprietates campi. Pro hoc modello, polynomialis 2nd - ordo fuit adoptatus, cum maximo 20 iterationum, errore iterationis 0.5%, et errore conjugate gradientis 0.01%.
Ad testandum impedimentum nullorum transformatoris terrae per methodum coupling field-circuit: applicetur currentis nominale alta tensio (27.59 A peak pro software) ad punctum neutrale, teneatur latus bassa tensio open-circuited, et mensuretur tensio.
2.3 Mensura Impedimenti Nullorum
Impedimentum nullorum mensuratur inter terminales lineares et terminalem neutrale transformatoris terrae ad frequentiam nominalem (ut monstratur in Figura 5), expressum in ohmibus per phase. Valorem eius calculatur ut 3U/I (ubi U est tensio test et I est currentis test). In mensura, applicatur currentis nominale 19.5 A ad terminales lineares, et mensuratur tensio inter terminales lineares et punctum neutrale ut 443.3 V. Calculatum est impedimentum nullorum 68.2 Ω.
2.4 Analysim Comparativam Valorum Calculati, Simulati et Mensurati
Parametri performance principales comparantur in Tabula 2. Resultant demonstrant impedimenta nullorum calculata et simulata transformatoris terrae esse proxima valori mensurato, cum deviationibus 3.5% et 0.88% respective. Resultant simulationis a software electromagneticis sunt propinquiores valori mensurato. Resultant analysin campi magneticum iuvant ad clarum intellegendum distributionem campi magneticum producti sub hac conditione operativa, quae uti possunt ad optimizandum design electromagneticum et structurale producti basi distributionis campi magneticum.
Resultant simulationis obtinere a software electromagneticis magis propinqui sunt valori mensurato. Cum auxilio resultantium analysin campi magneticum, characteristics distributionis campi magneticum producti sub hac conditione operativa magis clare intelligi possunt, et sic design electromagneticum et structurale producti directum perfici potest.
3.Conclusio
Impedimentum nullorum est parameter clavis transformatorum terrae, cum strictis requirementibus deviationis ab usuariis. In calculando per formulas empiricas traditionales in ingeniaria, corrigendus est coefficientes empirici, quod fortiter dependet a experientia designerum et vix securat accurate.
Ad accuratem augmentandam, hic tractatus utitur software simulationis ad analysin campi magneticum, comparat cum resultatis formulae empiricae, et verificat per tests. Resultant simulationis sunt accurata et posse satisfacere necessitates ingeniariae.
