Дизайн трицільового заземлювального трансформатора

Підземні лінії передачі електроенергії

Прямо закопані кабельні лінії мають велику розподілену ємність, що призводить до високого ємностного струму однофазної короткозамкненої землі. Для ліній на 10 кВ, якщо цей струм перевищує 10 А, дуги важко самовтухаються, що створює ризик перенапруги від дуги та загрожує обладнанню лінії. Тому необхідне гасіння дуг. При використанні основного трансформатора з з'єднанням Dyn, достатньо індуктивного додатка на вторинній нейтральній точці. Для Yd-з'єднаних трансформаторів потрібна штучна нейтральна точка (яку забезпечує заземлювальний трансформатор).

1 Заземлювальні трансформатори

Заземлювальний трансформатор виконує дві функції: його первинна сторона служить штучною нейтральною точкою (заземленою через індуктивний додаток для надання індуктивного струму для гасіння дуг), а вторинна сторона живить підстанцію. Індуктивні додатки є важливими компаньйонами. Як показано на рисунку 1, його первинна сторона використовує Z-з'єднання (для зменшення нульової послідовної імпедансу та підвищення компенсації) для отримання нейтральної точки. Катушка, з регулюванням повітряних проміжків/витків, балансує ємностний струм (нижче 5 А) для заземлення та гасіння дуг.

Завдяки нерівній первинній-вторинній спроможності, заземлювальні трансформатори на 15% легші за звичайні трансформатори потужності однакової спроможності.

2 Трифункційний заземлювальний трансформатор

Для підвищення безпеки та надійності ліній передачі електроенергії, за кордоном широко використовуються Z-з'єднані нейтральні купуючі (без вторинної сторони) разом з індуктивним додатком для гасіння дуг. Однак, такі купуючі (для основних трансформаторів з YNd/Yd-з'єднанням) служать лише як штучні нейтральні точки, не забезпечуючи живлення напругою 400 В. Тому потрібен додатковий трансформатор для станції, що збільшує витрати, простір та викликає високі втрати/низьку надійність.

Для вирішення цього питання завод трансформаторів у Кунмінгу розробив трифункційний заземлювальний трансформатор (SJDX-630/160/10). Він інтегрує Z-з'єднаний нейтральний купуючий (без вторинного витка), індуктивний додаток та трансформатор для станції. Його основна структура показана на рисунку 2.

Цей трифункційний заземлювальний трансформатор монтується на п'ятилінійному кон'югованому сердечнику. Первінні (з переставними витками) та вторинні витки трифазного заземлювального трансформатора намотані на трьох лініях (нижня частина на рис. 2), а індуктивний додаток — на інших двох (верхня частина на рис. 2). Розташування легшого індуктивного додатку зверху полегшує регулювання повітряного проміжку, але потребує посиленого кріплення. Обернена компоновка використовує важчий трансформатор для стабілізації катушки, зменшуючи вібрацію за рахунок зручності установки катушки та регулювання повітряного проміжку. Цей дизайн спрощує конструкцію, економить матеріали, зменшує втрати, забезпечує хорошу сумісність та дозволяє автоматизовану компенсацію гасіння дуг за допомогою мікропроцесорного контролю.