Thiết kế của biến áp tiếp đất ba chức năng

Đường dây truyền tải điện ngầm

Đường dây cáp điện chôn trực tiếp dưới đất có điện dung phân bố lớn trên mặt đất, gây ra dòng điện dung ngắn mạch đơn pha đối với đất cao. Đối với đường dây 10 kV, nếu dòng điện này vượt quá 10 A, hồ quang khó tự tắt, gây nguy cơ tăng áp do hồ quang và đe dọa thiết bị trên đường dây. Do đó, việc dập tắt hồ quang là cần thiết. Với biến áp chính kết nối Dyn, một cuộn cảm dập tắt hồ quang tại điểm trung tính thứ cấp là đủ. Đối với các biến áp kết nối Yd, cần một điểm trung tính nhân tạo (cung cấp bởi biến áp nối đất).

1 Biến áp nối đất

Biến áp nối đất có hai mục đích: phía sơ cấp hoạt động như một điểm trung tính nhân tạo (được nối đất thông qua cuộn cảm dập tắt hồ quang để cung cấp dòng điện cảm cho việc dập tắt hồ quang), và phía thứ cấp cung cấp điện cho trạm. Cuộn cảm dập tắt hồ quang là phụ kiện không thể thiếu. Như được thể hiện trong Hình 1, phía sơ cấp sử dụng kết nối Z (để giảm trở kháng chuỗi thứ tự không và tăng cường bồi thường) để dẫn xuất một điểm trung tính. Cuộn cảm, với khoảng cách không khí/ số vòng điều chỉnh, cân bằng dòng điện dung (dưới 5 A) cho việc nối đất và dập tắt hồ quang.

Do công suất sơ cấp-thứ cấp không bằng nhau, biến áp nối đất nhẹ hơn 15% so với biến áp điện thông thường cùng công suất.

2 Biến áp nối đất ba mục đích

Để tăng cường an toàn và độ tin cậy của đường dây điện, các ứng dụng nước ngoài thường sử dụng bộ ghép trung tính kết nối Z (không có phía thứ cấp) kết hợp với cuộn cảm dập tắt hồ quang để dập tắt hồ quang. Tuy nhiên, các bộ ghép này (cho biến áp chính kết nối YNd/Yd) chỉ đóng vai trò là điểm trung tính nhân tạo, không cung cấp điện áp thấp 400V. Do đó, cần thêm một biến áp điện trạm, làm tăng chi phí, diện tích và gây tổn thất cao/độ tin cậy kém.

Để giải quyết vấn đề này, Nhà máy Biến áp Kunming đã phát triển biến áp nối đất ba mục đích (SJDX - 630/160/10). Nó tích hợp bộ ghép trung tính kết nối Z (không có cuộn dây thứ cấp), cuộn cảm dập tắt hồ quang và biến áp điện trạm. Cấu trúc lõi của nó được thể hiện trong Hình 2.

Biến áp nối đất ba mục đích này được lắp đặt trên lõi liên kết năm chân. Cuộn dây sơ cấp (có bộ đổi tỷ lệ) và cuộn dây thứ cấp của biến áp nối đất ba pha được quấn trên ba chân (phần dưới của Hình 2), trong khi cuộn cảm dập tắt hồ quang nằm trên hai chân còn lại (phần trên của Hình 2). Việc đặt cuộn cảm dập tắt hồ quang nhẹ hơn ở trên giúp dễ dàng điều chỉnh khoảng cách không khí nhưng yêu cầu cố định chắc chắn. Đảo ngược bố trí sử dụng biến áp nặng hơn để ổn định cuộn cảm, giảm rung động nhưng mất đi sự tiện lợi trong việc lắp đặt cuộn cảm và điều chỉnh khoảng cách không khí. Thiết kế này đơn giản hóa cấu trúc, tiết kiệm vật liệu, giảm tổn thất, đảm bảo tương thích tốt và cho phép bồi thường dập tắt hồ quang tự động thông qua điều khiển vi tính.