Kolmen tarkoituksen maajäristystransformatorin suunnittelu

Maanalaiset sähkökabelin siirtolinjat

Suoraan maahan kaivettujen sähkökabelin linjojen maaperään levitetty kapasitanssi on suuri, mikä aiheuttaa korkean yhden vaiheen ja maan välisen lyhytkatkaisukapasitanssijännitteen. 10 kV -linjoissa, jos tämä virta ylittää 10 A, kaarret eivät pääse itsestään sammumaan, mikä lisää kaaren ylijännitusriskiä ja vaarantaa linjan laitteet. Kaaren sammumisen on siksi oltava välttämätöntä. Dyn-yhteydessä olevassa päätransformatorissa riittää toissijaisen neutraalipisteen arkusvaimennuskytkentä. Yd-yhteydessä olevissa transformaattoreissa tarvitaan tekoisneutraalipiste (jonka tuottaa maayhdistysmuuntaja).

1 Maayhdistysmuuntajat

Maayhdistysmuuntaja palvelee kahdella tarkoituksella: sen ensimmäinen puoli toimii tekoisena neutraalipisteenä (maanjäteyksikön kautta kytketty johdan induktiivista virtaa kaaren sammumiseen) ja toissijainen puoli tuottaa sähköä alustalle. Arkusvaimennuskytkentät ovat olennaisia kumppaneita. Kuvio 1:n mukaan sen ensimmäinen puoli käyttää Z-yhteyttä (nollajärjestysimpedanssin vähentämiseksi ja kompensaation parantamiseksi) neutraalipisteen luomiseksi. Kytkentä, jonka ilmakolmat/kierrökset voidaan säätää, tasapainottaa kapasitanssivirtaa (alle 5 A) maanjäteyksikön ja kaaren sammumisen kannalta.

Ensimmäisen ja toissijaisen kapasiteettien epätasa-arvo vuoksi maayhdistysmuuntajat ovat 15 % kevyempiä kuin samankapasiteettiset tavalliset sähkömuuntajat.

2 Kolmekäyttötarkoitukseen suunniteltu maayhdistysmuuntaja

Sähkölinjojen turvallisuuden ja luotettavuuden parantamiseksi ulkomaisissa sovelluksissa on laajasti käytössä Z-yhteydessä oleva neutraalipistekoppi (ilman toissijaisen puolen kytkentää) arkusvaimennuskytkentän kanssa kaaren sammumiseen. Näitä koppeja (Ynd/Yd-yhteydessä oleville päämuuntajille) käytetään vain tekoisina neutraalipisteinä, mutta ne eivät pysty tuottamaan 400 V:n pienjännitessä sähköä. Siksi tarvitaan erillinen alustakäyttöön tarkoitettu sähkömuuntaja, mikä lisää kustannuksia, tilaa ja aiheuttaa korkeita hukuja/puutteellisen luotettavuuden.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi Kunming Transformer Factory kehitti kolmekäyttötarkoitukseen suunnitellun maayhdistysmuuntajan (SJDX-630/160/10). Se yhdistää Z-yhteydessä olevan neutraalipistekopin (ilman toissijaisen puolen kytkentää), arkusvaimennuskytkentän ja alustakäyttöön tarkoitetun sähkömuuntajan. Sen ydinrakenne on näkyvissä kuviossa 2.

Tämä kolmekäyttötarkoitukseen suunniteltu maayhdistysmuuntaja on asennettu viiden jalan yhteensopivaan ytimelle. Kolmen vaiheen maayhdistysmuuntajan ensimmäinen (jossa on napajohdinvaihdot) ja toissijainen kytkentä on kytketty kolmeen jaloihin (kuva 2:n alaosassa), kun taas arkusvaimennuskytkentä on kahdella muulla jalalla (kuva 2:n yläosassa). Keveyden vuoksi arkusvaimennuskytkentä on sijoitettu ylös, mikä helpottaa ilmakolmien säätämistä, mutta sitä on vahvistettava. Sijoitus päinvastaiseksi käyttää raskaampaa muuntajaa kytkentän vakauttamiseen, mikä vähentää vibraatiota arkusvaimennuskytkentän asennuksen ja ilmakolmien säätämisen helpotuksen kustannuksella. Tämä suunnitelma yksinkertaistaa rakennetta, säästää materiaaleja, vähentää hukuja, takaa hyvän yhteensopivuuden ja mahdollistaa automatisoidun kaaren sammumisen kompensoinnin mikrotietokoneen avulla.