Het ontwerp van de drievoudige aardingsversterker

Ondergrondse Hoogspanningskabeltransmissielijnen

Direct begraven hoogspanningskabels hebben een grote grondgelegen verdeelde capaciteit, wat leidt tot een hoge enkelvoudige faserelatie naar de grond. Voor 10 kV-lijnen, als deze stroom 10 A overschrijdt, doven boogjes zichzelf nauwelijks uit, waardoor er een risico is op boogoverbelasting en gevaar voor lijnapparatuur. Het doven van boogjes is dus noodzakelijk. Met een Dyn-verbonden hoofdtransformator volstaat een boogdovingsspoel op het secundaire neutrale punt. Voor Yd-verbonden transformators is een kunstmatig neutraal punt (verstrekt door een aardingstransformator) nodig.

1 Aardingstransformators

Een aardingstransformator dient twee doeleinden: de primaire zijde fungeert als een kunstmatig neutraal punt (aangesloten via een boogdovingsspoel om inductieve stroom te leveren voor boogextinctie), en de secundaire zijde voedt het substation. Boogdovingsspoelen zijn essentiële begeleiders. Zoals weergegeven in figuur 1, gebruikt de primaire zijde een Z-aansluiting (om de nulsequentie impedantie te verlagen en compensatie te verbeteren) om een neutraal punt af te leiden. De spoel, met verstelbare luchtgaten/wikkelingen, balanceert de capacitaire stroom (tot onder de 5 A) voor aarding en boogextinctie.

Vanwege ongelijke primaire-secundaire capaciteiten zijn aardingstransformators 15% lichter dan gelijkcapaciteitsgewone krachttransformators.

2 Drievoudige Aardingstransformator

Om de veiligheid en betrouwbaarheid van elektriciteitslijnen te verbeteren, worden in het buitenland breedweg Z-verbonden neutrale koppelingen (zonder secundaire zijde) gekoppeld aan boogdovingsspoelen voor boogextinctie. Echter, dergelijke koppelingen (voor YNd/Yd-verbonden hoofdtransformators) dienen alleen als kunstmatige neutralen en leveren geen 400V laagspanningsvoeding. Daarom is een extra stationvoedingstransformator nodig, wat de kosten, ruimte en hoge verliezen/povere betrouwbaarheid vergroot.

Om dit probleem aan te pakken, ontwikkelde de Kunming Transformer Factory de drievoudige aardingstransformator (SJDX-630/160/10). Deze integreert een Z-verbonden neutrale koppeling (zonder secundaire wikkeling), een boogdovingsspoel en een stationvoedingstransformator. De kernstructuur wordt weergegeven in figuur 2.

Deze drievoudige aardingstransformator is gemonteerd op een vijflimben conjugaatkern. De primaire (met tapschakelaars) en secundaire windingen van de driefase aardingstransformator zijn gewikkeld op drie limben (onderste deel in figuur 2), terwijl de boogdovingsspoel op de andere twee (bovenste deel in figuur 2) is geplaatst. Het plaatsen van de lichtere boogdovingsspoel bovenaan vereenvoudigt de luchtgapsinstelling, maar vereist versterkte bevestiging. Bij omgekeerde indeling stabiliseert de zwaardere transformator de spoel, wat trillingen vermindert ten koste van de installatie en luchtgapsinstelling van de spoel. Dit ontwerp vereenvoudigt de structuur, bespaart materialen, vermindert verliezen, garandeert goede compatibiliteit en stelt automatische boogextinctiecompensatie via microcomputerbesturing mogelijk.