Designen af tre-formåls jordtransformator

Undergrunds kraftkabeltransmissionslinjer

Direkte-begravede kraftkable har en stor jordfordelt kapacitans, hvilket forårsager en høj ensfased-jord kortslutningskapacitiv strøm. For 10 kV linjer, hvis denne strøm overstiger 10 A, er det svært for bue at slukke sig selv, hvilket risikerer bues overspænding og truer linjeudstyr. Derfor er det nødvendigt at slukke buen. Med en Dyn-forbundet hovedtransformator rækker det med en bue-slukningsbobin på den sekundære neutrale punkt. For Yd-forbundne er der brug for et kunstgjort neutralet (leveret af en jordings-transformator).

1 Jordings-transformatorer

En jordings-transformator har to formål: dens primære side fungerer som et kunstgjort neutralet (jordet via en bue-slukningsbobin til at levere induktiv strøm til bue-slukning), og den sekundære side leverer strøm til understationen. Bue-slukningsbobiner er væsentlige kompaner. Som vist i figur 1, anvender dens primære side en Z-forbindelse (for at reducere nul-sekvensimpedancen og forbedre kompensation) for at udlede et neutralt punkt. Bobinen, med justerbare luftmellemrum/vindinger, balancerer kapacitiv strøm (under 5 A) til jordning og bue-slukning.

På grund af ulige primær-sekundære kapaciteter, er jordings-transformatorer 15% lettere end samme-kapacitets almindelige krafttransformatorer.

2 Tre-formål jordings-transformator

For at forbedre sikkerheden og pålideligheden af kraftledninger, anvendes bredt uden for landet en Z-forbundet neutral koppler (uden sekundær side) sammen med en bue-slukningsbobin til bue-slukning. Imidlertid kan disse kopplere (for YNd/Yd-forbundne hovedtransformatorer) kun fungere som kunstgjorte neutrale, uden at kunne levere 400V lavspændingsstrøm. Derved er der brug for en ekstra station-brug krafttransformator, hvilket øger omkostninger, plads og forårsager høje tab/dårlig pålidelighed.

For at løse dette, udviklede Kunming Transformer Factory den tre-formål jordings-transformator (SJDX - 630/160/10). Den integrerer en Z-forbundet neutral koppler (uden sekundær vindings), en bue-slukningsbobin, og en station-brug krafttransformator. Dens kernestruktur er vist i figur 2.

Denne tre-formål jordings-transformator er monteret på en fem-limb konjugeret kerne. De primære (med tap-changere) og sekundære vindinger af den tre-fasede jordings-transformator er vindet på tre limber (nederste del i figur 2), mens bue-slukningsbobinen er placeret på de andre to (øverste del i figur 2). At placere den lette bue-slukningsbobin ovenpå letter luftmellemrumsjustering, men kræver forstærket fastgørelse. Ved at omvende layoutet, bruger den tungere transformator til at stabilisere bobinen, hvilket reducerer vibrationer, men gør bobininstallation og luftmellemrumsjustering mere udfordrende. Dette design forenkler strukturen, sparer materialer, mindsker tab, sikrer god kompatibilitet, og muliggør automatiseret bue-slukningskompensation via mikrobaseret kontrol.