Ανάλυση της λειτουργικής συμπεριφοράς του επανασυνδέων μετατροπέα υπό συνθήκες αποκλίνουσας φάσης-σε-γη στο σύστημα

1 Θεωρητική Ανάλυση

Στα δίκτυα διανομής, τα μετατροπείς γείωσης εξεργάζονται δύο βασικές λειτουργίες: την ενέργεια προς φορτία χαμηλής τάσης και τη σύνδεση των κατασταλτικών καμπύλων στα νετράλια για προστασία γείωσης. Οι σφάλματα γείωσης, τα πιο συνηθισμένα σφάλματα στα δίκτυα διανομής, επηρεάζουν σημαντικά τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των μετατροπείς, προκαλώντας αιφνίδιες αλλαγές στα ηλεκτρομαγνητικά παραμέτρων και την κατάσταση.Για τη μελέτη των δυναμικών συμπεριφορών των μετατροπείς κατά τη διάρκεια μονοφασικών σφαλμάτων γείωσης, κατασκευάζεται αυτό το μοντέλο: Υποθέτεται ότι τα αναμφισβήτητα χαρακτηριστικά ενός μετατροπέα παραμένουν σταθερά κατά τη διάρκεια μονοφασικών σφαλμάτων στην πλευρά χαμηλής τάσης. Στη συνέχεια, αποδεικνύονται οι κανόνες λειτουργίας του μέσω της μηχανικής αντιστάθμισης του κατασταλτικού καμπύλου. Σχετικά υλικά περιλαμβάνουν: Σχήμα 1 (φυσική δομή μετατροπέα), Σχήμα 2 (ισοδύναμο πλάσμα συστήματος κατά τη διάρκεια μονοφασικού σφάλματος) και Σχήμα 3 (λειτουργικό ισοδύναμο πλάσμα μετατροπέα).

u αντιπροσωπεύει την τάση της εικονικής πηγής ενέργειας, και η τύπος της υπολογισμού είναι:

Στον τύπο:U_m είναι το πλάτος τάσης του λεωφορείου; w₀ είναι η γωνιακή συχνότητα της ενεργειακής συχνότητας; w₀ είναι η γωνία φάσης τάσης που παράγεται μετά την εμφάνιση μονοφασικού σφάλματος γείωσης. Κατά τη διάρκεια της φάσης καύσης του καμπύλου, ο ρεύματα i_L του κατασταλτικού καμπύλου είναι:

Στον τύπο: δ1 είναι ο παράγοντας απόσβεσης; IL αντιπροσωπεύει το πλάτος του ρεύματος και την αυξανόμενη τιμή του συστήματος; R1 είναι η ισοδύναμη αντίσταση του κυρίως μετατροπέα και του κύκλου τρόπου γραμμής; e είναι η γωνία φάσης τάσης όταν συμβαίνει μονοφασικό σφάλμα γείωσης; L αντιπροσωπεύει την ακολουθία τάξης μηδενικής τάξης του μετατροπέα γείωσης και την αυξανόμενη τιμή του κατασταλτικού καμπύλου.

Υπάρχει σχέση μεταξύ του ρεύματος αυξανόμενης τιμής και του βαθμού αποστολισμού στον κατασταλτικό καμπύλου, και μπορεί να προκύψει ο εξής τύπος:

Στον τύπο:i_C είναι το αντισταθμισμένο ρεύμα γείωσης; C είναι η αυξανόμενη τιμή προς τη γη της γραμμής διανομής; v είναι ο βαθμός αποστολισμού του συστήματος υποσταθμίων. Όταν το μονοφασικό σφάλμα γείωσης του συστήματος είναι σε σταθερή κατάσταση γείωσης, το ρεύμα αυξανόμενης τιμής του κατασταλτικού καμπύλου τείνει να είναι σταθερό.

Συνδυάζοντας την παραπάνω ανάλυση, μπορεί να προκύψει ο εξής τύπος:

Στον τύπο:R_L είναι η ισοδύναμη αντίσταση του κυρίως μετατροπέα και του κύκλου τρόπου γραμμής (το αρχικό «ισοδύναμη αυξανόμενη τιμή» είναι πιθανό να είναι λάθος; διορθώθηκε σε «ισοδύναμη αντίσταση» με βάση τη λογική του πλάσματος; αν είναι πράγματι αυξανόμενη τιμή, διατηρήστε το σύμβολο L_L); w₀ είναι η γωνιακή συχνότητα της ενεργειακής συχνότητας.

Ο τύπος (4) μπορεί να ενσωματωθεί στον τύπο (5) για τον υπολογισμό του ρεύματος αυξανόμενης τιμής, και προκύπτει ο εξής τύπος:

Σε συνδυασμό με τον τύπο (6), κατά τη φάση απόσβεσης του σφάλματος, η αυξανόμενη τιμή του κατασταλτικού καμπύλου και η αυξανόμενη τιμή προς τη γη της γραμμής διανομής είναι σε σειριακή σύνδεση, και το ρεύμα του συστήματος είναι ομοιόμορφο. Μετά την επιστροφή του ρεύματος αυξανόμενης τιμής στην κανονική του κατάσταση, ο τύπος υπολογισμού του ρεύματος αυξανόμενης τιμής είναι ως εξής:

Στον τύπο: u_C0+ είναι η τάση αυξανόμενης τιμής προς τη γη του συστήματος κατά τη φάση απόσβεσης; i_L0+ είναι το ρεύμα αυξανόμενης τιμής που ρέει μέσα από τον κατασταλτικό καμπύλου του συστήματος κατά τη φάση απόσβεσης; w είναι η γωνιακή συχνότητα συντονισμού. Με βάση την παραπάνω ανάλυση, σε διαφορετικές φάσεις του μονοφασικού σφάλματος γείωσης του συστήματος, οι παράγοντες επιρροής στα χαρακτηριστικά λειτουργίας του μετατροπέα γείωσης είναι διαφορετικοί, όπως δείχνει συγκεκριμένα η Πίνακας 1.

2 Δημιουργία και Έλεγχος του Μοντέλου Προσομοίωσης
2.1 Δημιουργία Μοντέλου
Η δημιουργία του μοντέλου προσομοίωσης βασίζεται στα παραμέτρων του μετατροπέα γείωσης σε μια συγκεκριμένη περιοχή, όπως λεπτομερώς παρατίθεται στον Πίνακα 2. Τα παραμέτρων της καλωδιακής γραμμής παρουσιάζονται στον Πίνακα 3.

2.2 Έλεγχος Μοντέλου

Κατά την επιβεβαίωση του μοντέλου, για να εξασφαλιστεί η αληθινότητα και η ισχύς της έρευνας, μπορεί να οριστεί ένα μονοφασικό σφάλμα γείωσης του συστήματος σε θέση 4 χλμ. μακριά από την 1 A καλωδιακή γραμμή και το 10 kV λεωφορείο. Η φάση του σφάλματος παίρνει 90° ως αναφορά. Χρησιμοποιώντας το κατασκευασμένο μοντέλο προσομοίωσης, μπορεί να προκύψει το μηδενικό ρεύμα διαφορετικών γραμμών στο μονοφασικό σφάλμα γείωσης του συστήματος, όπως λεπτομερώς παρατίθεται στον Πίνακα 4.

Όταν συμβαίνει ένα μονοφασικό σφάλμα γείωσης στο σύστημα, ο τύπος υπολογισμού του ρεύματος αυξανόμενης τιμής διαφορετικών γραμμών του μετατροπέα γείωσης είναι:

Σε συνδυασμό με τα δεδομένα του Πίνακα 4, όταν συμβαίνει ένα μονοφασικό σφάλμα γείωσης στο σύστημα, η μέγιστη απόκλιση μεταξύ της προσομοιωμένης τιμής του μηδενικού ρεύματος της μη σφαλματικής γραμμής και της υπολογισμένης τιμής του πραγματικού ρεύματος αυξανόμενης τιμής προς τη γη είναι -0.848%, και δεν υπάρχει σημαντική διαφορά.

3 Προσομοιωτική Ανάλυση των Χαρακτηριστικών Λειτουργίας
3.1 Επίδραση της Αρχικής Γωνίας Φάσης

Κατά τη φάση καύσης, οι τρεις φάσεις τάσης μετατρέπονται σημαντικά. Οι τάσεις A, B και C αυξάνονται, επεκτείνοντας την αρχική γωνία φάσης και αυξάνοντας την παραμόρφωση τάσης. Κατά τη σταθερή φάση, μια μεγαλύτερη αρχική γωνία φάσης μειώνει τον χρόνο σταθεροποίησης της τριφασικής τάσης. Κατά τη φάση απόσβεσης, παρά τις διαφορετικές αρχικές γωνίες φάσης, οι τάσεις φάσης αλλάζουν ομοιόμορφα: Η φάση A αυξάνεται στην κανονική τιμή; Η φάση B μειώνεται στην κανονική; Η φάση C πρώτα μειώνεται κάτω από την κανονική και στη συνέχεια αυξάνεται. Για τα ρεύματα: Κατά την πρώτη φάση καύσης, μια μεγαλύτερη αρχική γωνία φάσης μειώνει τη μεταβολή της τριφασικής ροής; κατά τη σταθερή φάση, αυξάνει τη μεταβολή; κατά τη φάση απόσβεσης, οι μεταβολές της ροής είναι ομοιόμορφες ανεξάρτητα από τις αρχικές γωνίες φάσης.

3.2 Επίδραση της Μεταβατικής Αντίστασης

Κατά τη φάση καύσης ενός μονοφασικού σφάλματος γείωσης, μια μικρότερη μεταβατική αντίσταση του μετατροπέα γείωσης αυξάνει τη μεταβολή της τριφασικής τάσης; κατά τη σταθερή φάση, αυξάνει τη μεταβολή τάσης (τα πλάτη της φάσης B και C είναι μικρότερα). Κατά τη φάση απόσβεσης, οι τρεις φάσεις τάσης είναι ομοιόμορφες με διαφορετικές αντίστασεις: Η φάση A φτάνει στην κανονική τιμή, η φάση B μειώνεται στ