Utformningen av den treändamålsbaserade jordningstransformatorn
Underjordiska kraftkabelförsörjningslinjer
Direktbegravda kraftkabellinjer har en stor jorddistribuerad kapacitans, vilket orsakar hög enfas-till-jord kortslutningskapacitiv ström. För 10 kV-linjer, om denna ström överstiger 10 A, slocknar bågar knappt själva, vilket riskerar överspanning och hotar linjeutrustningen. Slockning är därför nödvändig. Med en Dyn-ansluten huvomvandlare räcker det med en bågsläckarkolv på den sekundära neutralpunkten. För Yd-anslutna behövs en konstgjord neutralpunkt (tillhandahållen av en jordningsomvandlare).
1 Jordningsomvandlare
En jordningsomvandlare har två syften: dess primära sida fungerar som en konstgjord neutralpunkt (jordad via en bågsläckarkolv för att leverera induktiv ström för bågslockning), och den sekundära sidan matar understationen. Bågsläckarkolar är nödvändiga kompanjoner. Som visas i figur 1 använder dess primära sida en Z-anslutning (för att minska nollsekvensimpedansen och förbättra kompensationen) för att härleda en neutralpunkt. Kolen, med justerbara luftgap/virningar, balanserar kapacitiv ström (till under 5 A) för jordning och bågslockning.
På grund av ojämna kapaciteter mellan primär- och sekundärsidan är jordningsomvandlare 15% lättare än vanliga kraftomvandlare med samma kapacitet.
2 Trefunktionsjordningsomvandlare
För att förbättra säkerheten och tillförlitligheten hos kraftledningar används utomlands ofta en Z-ansluten neutralkoppling (utan sekundär sida) kombinerad med en bågsläckarkolv för bågslockning. Dock kan sådana kopplingar (för YNd/Yd-anslutna huvudomvandlare) endast fungera som konstgjorda neutralpunkter och kan inte leverera lågspänningsström på 400 V. Därför behövs en extra stationsspecifik kraftomvandlare, vilket leder till högre kostnader, mer utrymme och stora förluster/dålig tillförlitlighet.
För att lösa detta utvecklade Kunming Transformer Factory trefunktionsjordningsomvandlaren (SJDX-630/160/10). Den integrerar en Z-ansluten neutralkoppling (utan sekundär virning), en bågsläckarkolv och en stationsspecifik kraftomvandlare. Dess kärnstruktur visas i figur 2.
Denna trefunktionsjordningsomvandlare är monterad på en femlimbskonjugatkärna. Primära (med spänningsreglerare) och sekundära virningar av den trefasiga jordningsomvandlaren är virade på tre limbar (nedre del i figur 2), medan bågsläckarkolen sitter på de andra två (övre del i figur 2). Att placera den lättare bågsläckarkolen uppe underlättar luftgapsjustering men kräver förstärkt fastsättning. Om layouten vänds använder den tyngre omvandlaren för att stabilisera kolen, vilket minskar vibrationer på bekostnad av kolens installation och luftgapsjustering. Detta design underlättar strukturen, sparar material, minskar förluster, säkerställer god kompatibilitet och möjliggör automatiserad bågslockningskompensation via mikrodatorkontroll.
