Analise van die operasionele gedrag van aardingstransformateurs onder stelsel eenfase-na-aarde foute omstandighede

1 Teoretiese Analise

In verspreidingsnetwerke dien grondtransformateurs twee sleutelrolle: die voorsiening van lae-spanningslaste en die verbind van boogverdelers by neutrale punte vir grondbeskerming. Grondfout, die mees algemene fout in verspreidingsnetwerke, het 'n groot impak op die operasie-eienskappe van transformateurs, wat skerpe veranderinge in elektromagnetiese parameters en status veroorsaak.Om die dinamiese gedrag van transformateurs onder eenfase grondfout te bestudeer, bou hierdie model: Neem aan dat die intrinsieke eienskappe van 'n transformator stabiel bly tydens lae-spanningskant eenfase foute. Dan word sy operasie-regels afgelei deur die boogverdeler se kompensasie-meganisme. Relevante materiaal sluit in: Figuur 1 (transformator fisiese struktuur), Figuur 2 (stelsel ekwivalente kring onder eenfase fout), en Figuur 3 (transformator operasionele ekwivalente kring).

u verteenwoordig die spanning van die virtuele kragbron, en die berekening formule is:

In die formule:U_m is die spanning amplitude van die bus; w₀ is die krag-frekwensie hoekfrekwensie; w₀ is die spanning fasehoek gegenereer na die stelsel 'n eenfase grondfout ervaar. Tydens 'n fout in die boog-brand stadium, is die stroom i_L van die boogverdeler:

In die formule: δ1 is die demping faktor; IL verteenwoordig die amplitude van die stelsel stroom en induksie; R1 is die ekwivalente weerstand van die hooftransformator en die lyn-modus lus; e is die spanning fasehoek wanneer 'n eenfase grondfout voorkom; L gelykstaande die nul-sekwensie induksie van die grondtransformator en die induksie van die boogverdeler.

Daar is 'n korrelasie tussen die induktiewe stroom en die detuninggraad in die boogverdeler, en die volgende formule kan afgelei word:

In die formule:i_C is die gekompenseerde grondstroom; C is die kapasiteit tot grond van die verspreidingslyn; v is die detuninggraad van die substation stelsel. Wanneer die eenfase grondfout van die stelsel in 'n stabiele grondtoestand is, neig die induktiewe stroom van die boogverdeler na stabiliteit.

Deur die bo-gegee analise te kombinéer, kan die volgende vergelyking afgelei word:

In die formule:R_L is die ekwivalente weerstand van die hooftransformator en die lyn-modus lus (die oorspronklike “ekwivalente induksie” is waarskynlik 'n tikfout; gelykgestel met “ekwivalente weerstand” gebaseer op kringlogika; indien dit inderdaad induksie is, behou die simbool L_L); w₀ is die krag-frekwensie hoekfrekwensie.

Die formule (4) kan in formule (5) vervang word om die induktiewe stroom te bereken, en die volgende formule word verkry:

Gekombineer met Formule (6), tydens die boog-verdwyn stadium van die fout, is die induksie van die boogverdeler en die kapasiteit tot grond van die verspreidingslyn in reeks verbonden, en die stelsel stroom is eenvormig. Nadat die induktiewe stroom terugkeer na normaal, is die berekening formule vir die induktiewe stroom as volg:

In die formule: u_C0+is die kapasiteit tot grond spanning van die stelsel tydens die boog-verdwyn stadium; i_L0+ is die induktiewe stroom wat deur die boogverdeler van die stelsel vloei tydens die boog-verdwyn stadium; w is die resonansie hoekfrekwensie. Gebaseer op die bo-gegee analise, is die invloedende faktore op die operasie-eienskappe van die grondtransformator in verskillende stadiums van die eenfase grondfout van die stelsel verskillend, soos spesifiek getoon in Tabel 1.

2 Konstruksie en Verifikasie van die Simulasie Model
2.1 Model Konstruksie
Die vestiging van die simulasie model is gebaseer op die parameters van die grondtransformator in 'n sekere gebied, soos in Tabel 2 uitgelig. Die parameters van die kabellyn is getoon in Tabel 3.

2.2 Model Verifikasie

In model verifikasie, om die egtheid en geldigheid van die navorsing te verseker, kan 'n eenfase grondfout van die stelsel by 'n plek 4 km weg van die 1 A kabellyn en die 10 kV bus gestel word. Die fout fasehoek neem 90° as verwysing. Gebruik die opgestelde simulasie model om die nul-sekwensie strome van verskillende lyne in die stelsel se eenfase grondfout te verkry, soos in Tabel 4 uitgelig.

Wanneer 'n eenfase grondfout in die stelsel voorkom, is die berekening formule vir die kapasitiewe stroom van verskillende lyne van die grondtransformator:

Gekombineer met die data in Tabel 4, wanneer 'n eenfase grondfout in die stelsel voorkom, is die maksimum fout tussen die simulasie waarde van die nul-sekwensie stroom van die nie-foutieve lyn en die berekende waarde van die werklike kapasiteit tot grond stroom -0.848%, en daar is geen beduidende verskil nie.

3 Simulasie Analise van Operasie-Eienskappe
3.1 Invloed van Fout Inisiale Fasehoek

In die boog-brand stadium, verander drie-fase spannings betekenisvol. Spannings A, B, en C styg, wat die inisiale fout fasehoek verbreed en spanning vervorming verhoog. In die stabiele stadium, verleng 'n groter inisiale fasehoek die drie-fase spanning stabilisasie tyd. In die boog-verdwyn stadium, ondanks verskillende inisiale fasehoeke, verander fase spannings konsekwent: Fase A styg na normale amplitude; Fase B daal na normaal; Fase C daal eers onder normaal dan styg terug. Vir strome: In die eerste boog-brand stadium, verlaag 'n groter inisiale fasehoek drie-fase stroom variasie; in die stabiele stadium, verhoog dit variasie; in die boog-verdwyn stadium, is stroom veranderinge eenvormig ongeag inisiale fasehoeke.

3.2 Invloed van Oorgangsweerstand

In die boog-brand stadium van 'n eenfase grondfout, verhoog 'n kleiner oorgangsweerstand van die grondtransformator drie-fase spanning variasie; in die stabiele stadium, verhoog dit spanning variasie (Fase B en C amplitudes is kleiner). In die boog-verdwyn stadium, is drie-fase spannings konsekwent onder verskillende weerstande: Fase A bereik normale amplitude, Fase B daal na normaal, en Fase C daal dan styg terug. Vir strome: In die boog-brand stadium, verhoog 'n kleiner weerstand drie-fase stroom amplitude. Die eerste stadium (groot weerstand) het klein stroom amplitude; die tweede (klein weerstand) het groot amplitude; in die derde stadium, met die boogverdeler gestop, Fase A en C strome daal eers dan styg terug na normaal.

4 Gevolgtrekking

'n Eenfase grondfout in die substation stelsel verhoog drie-fase strome aan die grondtransformator-kant (konsekwente fases, geen skade aan toerusting nie). Om 'n stabiele, veilige kragverskaffing te verseker, moet die transformator se operasie en faktorimpakte na foute begryp word. Aangesien substation operasie deur verskeie faktore beïnvloed word, moet kragondernemings inspeksies prioriteer, inspeksiewerk verbeter, verspreidingslyn operasie verseker, eenfase grondfoute oplos, en dagelike lewe ondersteun.