Uchunguzi wa Ukingo wa Impedance wa Zero-Sequence kwa Transformer wa Kutengeneza Dry-Type na Unganisho wa ZN
Katika mfumo wa nguvu za tatu ambao ni mtaani na insulizi, transforma ya ukimbiaji hutumia kwenye upinzani mkota, ambayo inaweza kuwa imewekwa kwenye ardhi kwa kutosha au kwa kutumia reactors/arc suppression coils. Uhusiano wa ZNyn11 ni wa kawaida, ambapo nguvu magnetomotive za zero-sequence katika mwilini wakati wa ndege/kofia za ufunguo wa kofia zinazopanana hutoa usawa wa maguta kwenye vitu vilivyovunjika na kurekebisha maguta ya zero-sequence.
Ukubalaji wa zero-sequence ni muhimu: huu unaelezea ukubwa wa maguta na utafutaji wa umeme kati ya fasa na ardhi katika mfumo wa ukimbiaji wa impedance.
1. Matukio ya Transforma ya Ukimbiaji iliyohusiana na ZN
Ingawa transforma zenye uhusiano wa YNd11 zinaweza kutumiwa, ZNyn11 ni zile zinazopendelekana (Fig. 1). Mfano muhimu:
Wakati wa maguta ya single-phase earth, kuchagua impedance ya ukimbiaji sahihi huweka maguta ya short-circuit ya fasa ndani ya rated phase current ya transforma kuu.
2. Tathmini ya Impedance ya Zero-Sequence ya Transforma za Ukimbiaji iliyohusiana na ZN
Mipangilio muhimu ya teknolojia ya modeli ya tathmini ya transforma ya ukimbiaji yatafsiriwa kwenye Meza 1, na tofauti inayoruhusiwa ya impedance ya zero-sequence inatarajiwa kuwa ndani ya ±7.5%.
2.1 Kikomo kwa Formula ya Tathmini ya Impedance ya Zero-Sequence
Kama inavyoonyeshwa kwenye Fig. 2 (mishakani ya transforma ya ukimbiaji), impedance ya zero-sequence inaelezea uwiano wa ongezeka la umeme kwenye fasa moja kwa maguta ya vunjiko wakati maguta ya vunjiko yanavyofika kupitia fasa tatu pamoja. Kwa hisabati, X0 inafuata sanaa ya impedance ya transformers za nguvu za double-winding za kawaida (Equation 1).
Katika formula, W inaelezea idadi ya mikoa ya mikoa. Kwa mikoa inayohusiana na ZN, W ni idadi ya mikoa ya half - winding; ∑aR inatafsiriwa kama eneo la flux leakage sawa. Kwa mikoa inayohusiana na ZN, ni eneo la flux leakage sawa la mikoa miwili ya half - windings; ρ ni kifupi cha Rogowski; H ni uzito wa reactance wa mikoa.
Kutumia data katika Meza 1 kwenye Equation (1), impedance ya zero-sequence imehesabiwa kuwa 70.6 Ω.
2.2 Tathmini ya Impedance ya Zero-Sequence kwa Kutumia Programu za Electromagnetic
Programu ya Magnet electromagnetic kutoka Infolytica ilikutumiwa kwa ajili ya tathmini ya magnetic field. Modeli ya 3D iliyosimplifikia ilianzishwa kulingana na vipengele vya ubora vya bidhaa, kama inavyoonyeshwa kwenye Fig. 3. Programu hii hutumia algorithm ya T-Ω potential group solving na elements zilizolaminated kwa kutumia polynomials za 1st hadi 3rd order interpolation.
Hisabati ya finite element (FEA) ni njia ya hesabu namba inayegawanyika kutokana na variational principle na meshing interpolation. Ilianza kwa kutengeneza tatizo la boundary value kwa tatizo la variational sawa (yaani, tatizo la extremum la functional) kwa kutumia variational principle, kisha itatizo lilo linalotengenezwa lilikuwa limetengenezwa kwa kutumia meshing interpolation, kwa mwisho kilipunguziwa kwa seti ya equations algebraic multivariate kwa kutatua numerical solution. Wakati wa tathmini, maeneo ya meshing yalitengeneza kama ifuatavyo: air at 80, iron core at 30, na mikoa at 15. Chango cha meshing cha bidhaa limeelezea kwa undani kwenye Fig. 4.
Katika algorithms za finite element, orodha ya polynomial ina uhusiano na ukweli wa shape functions ya field - domain – orders zinazozidi zinazuri zaidi tabia za magnetic field. Kwa modeli hii, polynomial ya 2nd - order ilichaguliwa, na maximum ya 20 iterations, iteration error ya 0.5%, na conjugate gradient error ya 0.01%.
Kujaribu impedance ya zero - sequence ya transforma ya ukimbiaji kwa kutumia njia ya field - circuit coupling: tumia rated current ya high - voltage (27.59 A peak for software) kwenye pointi ya neutral, weka open - circuited upande wa low - voltage, na kunywesha umeme.
2.3 Utaratibu wa Kutathmini Impedance ya Zero-Sequence
Impedance ya zero-sequence inatumika kati ya line terminals na neutral terminal ya transforma ya ukimbiaji kwenye rated frequency (kama inavyoonyeshwa kwenye Fig. 5), inaonyeshwa kwa ohms per phase. Thamani yake inahesabiwa kama 3U/I (ambapo U ni umeme wa majaribio na I ni maguta ya majaribio). Wakati wa kutathmini, rated current ya 19.5 A inatumika kwenye line terminals, na umeme kati ya line terminals na pointi ya neutral unamnyamazwa kuwa 443.3 V. Impedance ya zero-sequence imehesabiwa kuwa 68.2 Ω.
2.4 Tathmini ya Ukurasa wa Thamani Zenye Hisabati, Simulation, na Kutathmini
Mipangilio muhimu ya ufanya wanayotathmini kwenye Meza 2. Matokeo yanaonyesha kuwa impedance ya zero-sequence ya hisabati na simulation ya transforma ya ukimbiaji ni karibu na thamani iliyotathmini, na tofauti za 3.5% na 0.88% kwa kuzoto. Matokeo ya simulation kutoka programu za electromagnetic zinazuri zaidi kwa thamani iliyotathmini. Matokeo ya tathmini ya magnetic field yanayoweza kusaidia kuelewa vizuri vizuri tabia za magnetic field distribution ya bidhaa kwenye hali hii, ambayo inaweza kutumika kwa kuboresha electromagnetic design na structural design ya bidhaa kulingana na tabia za magnetic field distribution.
Matokeo ya magnetic field simulation yanayopatikana kutoka programu za electromagnetic zinazuri zaidi kwa thamani iliyotathmini. Na msaada wa matokeo ya tathmini ya magnetic field, tabia za magnetic field distribution ya bidhaa kwenye hali hii zinaweza kuelewa vizuri zaidi, na kwa hivyo electromagnetic design na structural design ya bidhaa inaweza kutekeleza kwa uhakika.
3. Mwisho
Impedance ya zero-sequence ni parameter muhimu wa transforma za ukimbiaji, na maoni ya watumiaji yana mahitaji ya tofauti yenye busara. Wakati wa kufanya hisabati na kutumia formulas za kawaida katika uhandisi, kuhakikisha empirical coefficients ni lazima, ambayo inategemea kwa uwezo wa wadau na haiwezi kuhakikisha ukweli.
Ili kupanda ukweli, makala hii hutumia programu za simulation kwa tathmini ya magnetic field, husambana na matokeo ya formulas za kawaida, na kutathmini kwa kutumia majaribio. Matokeo ya simulation ni sahihi na zinaweza kusaidia masuala ya uhandisi.
