Sistema erresistentziaren erroreak zeharkatzen duten egoeretan erresistentzia transformadorearen funtzionamenduaren analisia

1 Teorik Analisia

Banatze sareetan, banaketa transformatorrek bi funtzio nagusi dituzte: tenperatura baxuko karguen alimentazioa eta arkuei erasorrerako koiluak neutralen konexioa. Banatze sareetan ohienezko akatsa da banaketa transformatorren funtzionamendua oso gehitzen duena, elektromagnetiko parametroen eta egoeraren aldaketak errazki gertatzen direlako. Transformatoren dinamikarako ezaugarriak aztertzeko, hau da modeloa eraiki beharrezkoa: suposatu transformator baten ezaugarri bereziak estabilizatuta egon behar direla tenperatura baxuko aldeko faltarekin. Orduan, arkuei erasorrerako koiluaren mekanismoak erabiliz, bere funtzionamendua ondorioztatu. Dokumentu horretan agertzen dira: Irudi 1 (transformator fisikoen egitura), Irudi 2 (sistema baliokidea faltarekin) eta Irudi 3 (transformator funtzionamenduaren baliokidea).

u irudiko indarraren iturriaren tentsioa adierazten du, eta hona hemen kalkulatzeko formula:

Formula honetan:U_m da busaren tentsioaren amplitudia; w₀ da indarraren maiztasun angeluarra; w₀ da sistema bat faltarekin gertatzen denean sortutako tentsioaren angelua. Faltaren arkuei erasorrerako tarteetan, arkuei erasorrerako koiluko intentsioa i_L da:

Formula honetan: δ1 da atzeratze faktorea; IL sistema integrazioaren amplitudia eta indukzioa adierazten du; R1 transformator nagusiko baliokide resistenzia eta modu linealaren zirkuitua; e faltarekin gertatzen denean tentsioaren angelua; L zerrenda banaketa transformatorren eta arkuei erasorrerako koiluaren zero sekuentzia indukzioa.

Arkuei erasorrerako koiluan indukzioaren intentsioaren eta desafinazioaren artean korrelazioa dago, eta hurrengo formula lortzen da:

Formula honetan: i_C da babestutako gorputz intentsioa; C da banaketa lerroaren kapazitatea gorputzera; v da sistemaren desafinazioa. Sistema bat faltarekin gertatzen denean, arkuei erasorrerako koiluaren indukzioaren intentsioa estabilizatzen da.

Aurretik ikusitako analisi guztiak batuz, hurrengo ekuazioa lortzen da:

Formula honetan: R_L transformator nagusiko eta modu linealaren zirkuituaren baliokide resistentzia (lehenengo “baliokide indukzioa” errore bat izan daiteke; zirkuitu logikaari dagokionez “baliokide resistentzia” aldatu da; indukzioa bada, L_L simboloa mantendu); w₀  indarraren maiztasun angeluarra.

Formula (4) ordezkatu dezakegu formula (5)an indukzioaren intentsioa kalkulatzeko, eta hurrengo formula lortzen da:

Formula (6) batera, faltaren arkuei erasorrerako tarteetan, arkuei erasorrerako koiluaren indukzioa eta banaketa lerroaren kapazitatea seriean konektatuta daude, eta sistema intentsioa uniformea. Indukzioaren intentsioa normalera itzultzeko, hurrengo formula kalkulatzeko erabiltzen da:

Formula honetan: u_C0+ da sistema gorputzera kapazitatea arkuei erasorrerako tarteetan; i_L0+ da sistema gorputzera arkuei erasorrerako koiluaren indukzioaren intentsioa; w da resonantziaren maiztasun angeluarra. Aurretik ikusitako analisian, sistema bat faltarekin gertatzen denean, banaketa transformatorren funtzionamendua eragiten duten faktoreak aldatzen dira, hurrengo Taula 1ean adierazten den bezala.

2 Simulazio Modeloren Eraikuntza eta Balioztapena
2.1 Modeloren Eraikuntza
Simulazio modeloa batzako herrialdeko banaketa transformatorren parametroetan oinarrituta eraikitzen da, Taula 2an zehazten den bezala. Kable lerroaren parametroak Taula 3an agertzen dira.

2.2 Modeloren Balioztapena

Modelo balioztapenetan, ikerketaren egiaztasuna eta balioztasuna ziurtatzeko, sistema bat faltarekin gertatzen denean 1 A kable lerroaren 4 km urrutian eta 10 kV buspean kokatu dezakegu. Faltaren angelua 90° hartu behar da erreferentzia gisa. Eraikitako simulazio modeloak erabiliz, sistema bat faltarekin gertatzen denean lerro ezberdinetako zero sekuentzia intentsioak lortzen dira, Taula 4an zehazten den bezala.

Sistema bat faltarekin gertatzen denean, banaketa transformatorren lerro ezberdinen kapazitatearen intentsioaren kalkulatzeko formula da:

Taula 4ko datuak batuz, sistema bat faltarekin gertatzen denean, ezfaltaren lerroaren zero sekuentzia intentsioaren simulazio balioa eta kapazitatearen intentsio erreala kalkulatzen denean, errore handiena -0.848% da, eta ez dago diferentziarik nabarmendun.

3 Funtzionamenduaren Simulazio Analisia
3.1 Faltaren Hasierako Angeluaren Eragina

Arkuei erasorrerako tarteetan, hiru faseko tentsioak deformatzen dira. A, B eta C faseko tentsioak gora egin, hasierako faltaren angelua zabaltzen eta tentsio deformazioa handitzen. Estabilizatutako tarteetan, hasierako angelu handiagoak hiru faseko tentsioen estabilizazio denbora laburtzen du. Arkuei erasorrerako tarteetan, hasierako angelu ezberdinak ere hiru faseko tentsioen aldaketak berdinak dira: A fasea tentsio normalera heldu; B fasea tentsio normalera jaitsi; C fasea lehen tentsio normalera jaitsi eta ondoren gora heldu. Intentsioetarako: Lehen arkuei erasorrerako tarteetan, hasierako angelu handiagoak hiru faseko intentsioen aldaketak murriztu; estabilizatutako tarteetan, intentsioen aldaketak handitu; arkuei erasorrerako tarteetan, intentsioen aldaketak berdinak dira hasierako angelu ezberdinetarako.

3.2 Transizio Resistentearen Eragina

Sistema bat faltarekin gertatzen denean, arkuei erasorrerako tarteetan, banaketa transformatorren transizio resistente txikiagoa hiru faseko tentsioen aldaketak handitzen ditu; estabilizatutako tarteetan, tentsioen aldaketak handitu (B eta C faseen amplitudia txikiagoa). Arkuei erasorrerako tarteetan, hiru faseko tentsioak berdinak dira resistente ezberdinetarako: A fasea tentsio normalera heldu, B fasea tentsio normalera jaitsi, eta C fasea tentsio normalera jaitsi eta ondoren gora heldu. Intentsioetarako: Arkuei erasorrerako tarteetan, resistente txikiagoa hiru faseko intentsioen amplitudia handitzen du. Lehen tarteetan (resistente handia) intentsioen amplitudia txiki; bigarrena (resistente txikia) intentsioen amplitudia handi; hirugarrenean, arkuei erasorrerako koilu geldituta, A eta C faseen intentsioak lehen jaitsi eta ondoren gora heldu tentsio normalera.

4 Iragazkiak

Substation sisteman faltarekin gertatzen denean, banaketa transformatorren aldeko hiru faseko intentsioak gehitzen dira (fase berdina, ekipamendurako ez dago arriskurik). Energiaren hornketa estabil eta segurua ziurtatzeko, faltaren ostean transformatorren funtzionamendua eta faktoreen eragina ulertzeko garrantzitsu da. Substationaren funtzionamenduak anitz faktoreek eragiten diete, energi enpresak sistema inspektionak lehentasun hartu behar dituzte, inspektion lanak hobetu, banaketa lerroen funtzionamendua ziurtatu, faltarekin gertatzen denean ebaztea eta bizitza arruntari laguntzea.