Η σχεδίαση του τριπλού λειτουργικού εδαφικού μετασχηματιστή

Υπόγειες Γραμμές Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας

Οι άμεσα εγκατεστημένες υπόγειες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας έχουν μεγάλη κατανεμημένη εγκάπαστη ικανότητα στο έδαφος, που προκαλεί υψηλή μονοφασική συνεκτική τροχοπέδη. Για γραμμές 10 kV, αν αυτή η ροή υπερβαίνει τα 10 A, οι διατάραξεις δύσκολα αφανίζονται, προκαλώντας κίνδυνο υπερτάσης και απειλώντας τον εξοπλισμό της γραμμής. Είναι απαραίτητο να αφανιστεί η τροχοπέδη. Με έναν κύριο μετατροπέα που είναι συνδεδεμένος Dyn, αρκεί ένας κύκλος αφανισμού τροχοπέδης στο δευτερεύον ουδέτερο σημείο. Για Yd-συνδεδεμένους, απαιτείται ένα τεχνητό ουδέτερο σημείο (παρεχόμενο από έναν μετατροπέα εδάφωσης).

1. Μετατροπείς Εδάφωσης

Ο μετατροπέας εδάφωσης υπηρετεί δύο σκοπούς: η πρωτεύουσα πλευρά του λειτουργεί ως τεχνητό ουδέτερο σημείο (εδάφωση μέσω ενός κύκλου αφανισμού τροχοπέδης για παροχή ενδυναμικής ροής για αφανισμό τροχοπέδης), ενώ η δευτερεύουσα πλευρά παρέχει ενέργεια στο υποσταθμό. Οι κύκλοι αφανισμού τροχοπέδης είναι απαραίτητοι σύνδεσμοι. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, η πρωτεύουσα πλευρά χρησιμοποιεί μια Z-σύνδεση (για μείωση της ακολουθίας μηδενικής τάξης και ενίσχυση της αντιστάθμισης) για την παραγωγή ενός ουδέτερου σημείου. Ο κύκλος, με προσαρμόσιμες αεροθάλασσες/στροφές, ισορροπεί την εγκάπαστη ροή (κάτω από 5 A) για εδάφωση και αφανισμό τροχοπέδης.

Λόγω της ανισότητας των ικανοτήτων πρωτεύουσας-δευτερεύουσας, οι μετατροπείς εδάφωσης είναι 15% ελαφρύτεροι από τους συνήθεις μετατροπείς ισχύος ίδιας ικανότητας.

2. Τρισκοπικός Μετατροπέας Εδάφωσης

Για την ενίσχυση της ασφάλειας και αξιοπιστίας των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας, οι εφαρμογές εκτός της Κίνας χρησιμοποιούν ευρέως έναν Z-συνδεδεμένο κυρτό ουδέτερου σημείου (χωρίς δευτερεύουσα πλευρά) σε συνδυασμό με έναν κύκλο αφανισμού τροχοπέδης για αφανισμό τροχοπέδης. Ωστόσο, αυτοί οι κυρτοί (για κύριους μετατροπείς YNd/Yd-σύνδεσης) λειτουργούν μόνο ως τεχνητά ουδέτερα σημεία, χωρίς να παρέχουν τροφοδοσία χαμηλής ισχύος 400V. Έτσι, απαιτείται ένας επιπλέον μετατροπέας ισχύος για χρήση στον υποσταθμό, που αυξάνει το κόστος, το χώρο και προκαλεί υψηλές απώλειες/κακή αξιοπιστία.

Για να αντιμετωπιστεί αυτό, η Βιομηχανία Μετατροπέων Κούνμινγκ ανέπτυξε τον τρισκοπικό μετατροπέα εδάφωσης (SJDX - 630/160/10). Ολοκληρώνει έναν Z-συνδεδεμένο κυρτό ουδέτερου σημείου (χωρίς δευτερεύουσα πλευρά), έναν κύκλο αφανισμού τροχοπέδης και έναν μετατροπέα ισχύος για χρήση στον υποσταθμό. Η βασική δομή του είναι δείκτης στο Σχήμα 2.

Αυτός ο τρισκοπικός μετατροπέας εδάφωσης είναι εγκατεστημένος σε έναν πυρήνα με πέντε σκέλη. Τα πρωτεύουσα (με παραλλαγητές) και δευτερεύουσα πλεξίδα του τριφασικού μετατροπέα εδάφωσης είναι εγκατεστημένα σε τρία σκέλη (κάτω μέρος στο Σχήμα 2), ενώ ο κύκλος αφανισμού τροχοπέδης είναι στα άλλα δύο (άνω μέρος στο Σχήμα 2). Η τοποθέτηση του ελαφρύτερου κύκλου αφανισμού τροχοπέδης στην κορυφή ευκολύνει την προσαρμογή της αεροθάλασσης, αλλά απαιτεί ενισχυμένη σταθεροποίηση. Η αντίστροφη διάταξη χρησιμοποιεί το βαρύτερο μετατροπέα για σταθεροποίηση του κύκλου, μειώνοντας τις δονήσεις, με κόστος της εγκατάστασης και της προσαρμογής της αεροθάλασσης. Αυτή η σχεδίαση απλοποιεί τη δομή, εξοικονομεί υλικά, μειώνει τις απώλειες, εξασφαλίζει καλή συμβατότητα και επιτρέπει αυτόματη αντιστάθμιση αφανισμού τροχοπέδης μέσω ελέγχου μικροϋπολογιστή.