La progettazione del trasformatore di messa a terra a tre funzioni

Linee di trasmissione sotterranee per cavi elettrici

Le linee di cavi elettrici sepolte direttamente nel terreno hanno una grande capacità distribuita al suolo, causando un'alta corrente capacitiva monofase-terra in caso di cortocircuito. Per le linee a 10 kV, se questa corrente supera i 10 A, gli archi non si estinguono facilmente, rischiando di generare sovratensioni da arco e mettendo in pericolo l'equipaggiamento della linea. È quindi necessario l'estinzione dell'arco. Con un trasformatore principale connesso Dyn, un bobina di estinzione dell'arco sul punto neutro secondario è sufficiente. Per quelli connessi Yd, è necessario un punto neutro artificiale (fornito da un trasformatore di terra).

1 Trasformatori di terra

Un trasformatore di terra serve a due scopi: il suo lato primario agisce come un punto neutro artificiale (connesso a terra tramite una bobina di estinzione dell'arco per fornire la corrente induttiva per l'estinzione dell'arco) e il lato secondario alimenta la sottostazione. Le bobine di estinzione dell'arco sono compagne essenziali. Come mostrato nella Figura 1, il suo lato primario utilizza una connessione Z (per ridurre l'impedenza sequenza zero e migliorare la compensazione) per derivare un punto neutro. La bobina, con spazi d'aria/avvolgimenti regolabili, bilancia la corrente capacitiva (al di sotto dei 5 A) per la messa a terra e l'estinzione dell'arco.

A causa delle capacità disuguali tra lato primario e secondario, i trasformatori di terra sono più leggeri del 15% rispetto ai trasformatori di potenza ordinari della stessa capacità.

2 Trasformatore di terra a tre scopi

Per migliorare la sicurezza e l'affidabilità delle linee elettriche, le applicazioni all'estero usano ampiamente un accoppiatore neutrale connesso Z (senza lato secondario) abbinato a una bobina di estinzione dell'arco per l'estinzione dell'arco. Tuttavia, tali accoppiatori (per trasformatori principali connessi YNd/Yd) servono solo come punti neutrali artificiali, senza fornire energia a bassa tensione di 400V. Pertanto, è necessario un trasformatore di potenza aggiuntivo per l'uso della stazione, aumentando i costi, lo spazio e causando perdite elevate/poca affidabilità.

Per risolvere questo problema, la Kunming Transformer Factory ha sviluppato il trasformatore di terra a tre scopi (SJDX - 630/160/10). Integra un accoppiatore neutrale connesso Z (senza avvolgimento secondario), una bobina di estinzione dell'arco e un trasformatore di potenza per l'uso della stazione. La sua struttura nucleare è mostrata nella Figura 2.

Questo trasformatore di terra a tre scopi è montato su un nucleo congiunto a cinque bracci. Gli avvolgimenti primario (con commutatori di testa) e secondario del trasformatore di terra trifase sono avvolti su tre bracci (parte inferiore in Fig. 2), mentre la bobina di estinzione dell'arco è sui altri due (parte superiore in Fig. 2). Collocare la bobina di estinzione dell'arco, più leggera, in alto facilita il regolaggio dello spazio d'aria ma richiede un fissaggio rafforzato. Invertire la disposizione utilizza il trasformatore più pesante per stabilizzare la bobina, riducendo la vibrazione a scapito della facilità di installazione e regolaggio dello spazio d'aria. Questo design semplifica la struttura, risparmia materiali, riduce le perdite, assicura una buona compatibilità e consente la compensazione automatica dell'estinzione dell'arco attraverso il controllo mediante microcomputer.