طراحی ترانسفورماتور زمین‌گذاری سه‌منظوره

پیچهای قدرت زیرزمینی انتقال

خطوط پیچ قدرت مستقیماً دفن شده دارای ظرفیت خازنی گسترده در زمین هستند که باعث می‌شود جریان خازنی تک‌فاز به زمین بالا رود. برای خطوط ۱۰ کیلوولت، اگر این جریان بیش از ۱۰ آمپر باشد، قوس‌های الکتریکی نمی‌توانند به سادگی خود به خود خاموش شوند و خطر افزایش ولتاژ قوس و خطر برای تجهیزات خط وجود دارد. بنابراین خاموش کردن قوس ضروری است. با یک ترانسفورماتور اصلی متصل به Dyn، یک سیم لغزنده روی نقطه میانی ثانویه کافی است. برای آنهایی که به صورت Yd متصل شده‌اند، نیاز به یک نقطه میانی مصنوعی (توسط یک ترانسفورماتور زمینی) است.

۱ ترانسفورماتورهای زمینی

ترانسفورماتور زمینی دو هدف را برآورده می‌کند: طرف اصلی آن به عنوان یک نقطه میانی مصنوعی عمل می‌کند (با استفاده از یک سیم لغزنده برای تأمین جریان القایی برای خاموش کردن قوس) و طرف ثانویه آن انرژی را به زیراستانسیون تأمین می‌کند. سیم‌های لغزنده همراه ضروری هستند. مطابق شکل ۱، طرف اصلی آن از اتصال Z (برای کاهش امپدانس دنباله صفر و افزایش جبران) برای استخراج یک نقطه میانی استفاده می‌کند. سیم لغزنده با فاصله‌های هوا/دورهای تنظیم‌پذیر جریان خازنی (به کمتر از ۵ آمپر) برای زمین‌کردن و خاموش کردن قوس تعادل می‌بخشد.

به دلیل ظرفیت‌های نامتقارن طرف اصلی و ثانویه، ترانسفورماتورهای زمینی ۱۵٪ سبک‌تر از ترانسفورماتورهای قدرت عادی با ظرفیت مشابه هستند.

۲ ترانسفورماتور زمینی سه منظوره

برای افزایش امنیت و قابلیت اطمینان خطوط قدرت، کاربردهای خارجی به طور گسترده‌ای از یک کوپلر میانی متصل به Z (بدون طرف ثانویه) همراه با یک سیم لغزنده برای خاموش کردن قوس استفاده می‌کنند. با این حال، چنین کوپلرهایی (برای ترانسفورماتورهای اصلی متصل به YNd/Yd) فقط به عنوان نقاط میانی مصنوعی عمل می‌کنند و قادر به تأمین انرژی ولتاژ پایین ۴۰۰V نیستند. بنابراین، نیاز به یک ترانسفورماتور قدرت اضافی برای استفاده در ایستگاه وجود دارد که هزینه‌ها، فضای مورد نیاز و زیان‌های بالا/قابلیت اطمینان پایین را افزایش می‌دهد.

برای حل این مشکل، کارخانه ترانسفورماتور کونمینگ ترانسفورماتور زمینی سه منظوره (SJDX - ۶۳۰/۱۶۰/۱۰) را توسعه داده است. این ترانسفورماتور شامل یک کوپلر میانی متصل به Z (بدون پیچش ثانویه)، یک سیم لغزنده و یک ترانسفورماتور قدرت برای استفاده در ایستگاه است. ساختار اصلی آن در شکل ۲ نشان داده شده است.

این ترانسفورماتور زمینی سه منظوره روی یک هسته همسان‌ساز با پنج پیشانی نصب شده است. پیچش‌های اصلی (با تنظیم‌کننده‌های پله‌ای) و ثانویه ترانسفورماتور زمینی سه‌فاز روی سه پیشانی (قسمت پایین در شکل ۲) پیچیده شده‌اند، در حالی که سیم لغزنده روی دو پیشانی دیگر (قسمت بالایی در شکل ۲) قرار دارد. قرار دادن سیم لغزنده سبک‌تر در بالا تسهیل تنظیم فاصله هوا را فراهم می‌کند اما نیاز به تثبیت بیشتر دارد. معکوس کردن ترتیب با استفاده از ترانسفورماتور سنگین‌تر برای پایداری سیم لغزنده، ارتعاش را کاهش می‌دهد اما نصب و تنظیم فاصله هوا را سخت‌تر می‌کند. این طراحی ساختار را ساده‌سازی می‌کند، مواد را صرفه‌جویی می‌کند، زیان‌ها را کاهش می‌دهد، همخوانی خوبی فراهم می‌کند و امکان جبران خودکار خاموش کردن قوس با کنترل میکروکامپیوتری را فراهم می‌کند.