Анализа на оперативното однесување на трансформаторот за земја под услови на еднофазен дефект до земјата во системот

1 Теоретичка анализа

В распределбените мрежи, землинските трансформатори имаат две клучни роли: захранување на нисконапононите оптоварувачи и поврзување на арк-супресиони цеви на неутралите за землинска заштита. Землинските грешки, најчестата грешка во распределбените мрежи, тешко влијаат на оперативните карактеристики на трансформаторите, причинувајќи брзи промени во електромагнетните параметри и состојба. За да се изучат динамичките понашания на трансформаторите при једнофазни землински грешки, се изграѓа овој модел: Претпоставете дека инхерентните карактеристики на трансформаторот остануваат стабилни во време на једнофазни грешки на нисконапонската страна. Потоа, изведете правилата за негово функционирање преку механизмот за компензација на арк-супресионата цев. Соодветни материјали вклучуваат: Слика 1 (физичка структура на трансформаторот), Слика 2 (еквивалентна шема на системот при једнофазна грешка) и Слика 3 (оперативна еквивалентна шема на трансформаторот).

u претставува напонот на виртуелниот извор, и формулата за неговата пресметка е:

Во формулата:U_m е амплитудата на напонот на автобусот; w₀ е угловата фреквенција на рабочата фреквенција; w₀ е фазниот агол на напонот генериран после што системот испытува једнофазна землинска грешка. Во време на грешка во фазата на горење на арка, стројмот на арк-супресионата цев i_L е:

Во формулата: δ1 е факторот на затихнување; IL претставува амплитудата на системскиот строј и индуктивност; R1 е еквивалентниот отпор на главниот трансформатор и линискиот модел; e е фазниот агол на напонот кога се случува једнофазна землинска грешка; L означува нулта последователна индуктивност на землинскиот трансформатор и индуктивност на арк-супресионата цев.

Постои корелација помеѓу индуктивниот строј и степенот на детюнинг во арк-супресионата цев, и може да се изведе следнава формула:

Во формулата:i_C е компензираниот землински строј; C е капацитетот до земјата на распределбената линија; v е степенот на детюнинг на системот на подстанцијата. Кога системот е во стабилна землинска состојба, индуктивниот строј на арк-супресионата цев тенденцијално станува стабилен.

Со комбинирање на горенаведениот анализ, може да се изведе следнава равенка:

Во формулата:R_L е еквивалентниот отпор на главниот трансформатор и линискиот модел (оригиналниот „еквивалентна индуктивност“ веројатно е грешка; исправено на „еквивалентен отпор“ според логиката на коланата; ако тоа е индуктивност, задржете симболот L_L); w₀  е угловата фреквенција на рабочата фреквенција.

Формулата (4) може да се замени во формулата (5) за пресметка на индуктивниот строј, и добива се следнава формула:

Комбиниран со Формула (6), во фазата на угашување на грешката, индуктивноста на арк-супресионата цев и капацитетот до земјата на распределбената линија се поврзуваат во серија, и системскиот строј е униформен. После што индуктивниот строј се враќа нормално, формулата за пресметка на индуктивниот строј е следнава:

Во формулата: u_C0+ е капацитетот до земјата на системот во фазата на угашување; i_L0+ е индуктивниот строј кој протече низ арк-супресионата цев на системот во фазата на угашување; w е резонантниот углови фреквенција. Според горенаведениот анализ, во различните фази на једнофазната землинска грешка на системот, факторите кои влијаат на оперативните карактеристики на землинскиот трансформатор се различни, како што е конкретно прикажано во Табела 1.

2 Изградба и потврдување на симулациониот модел
2.1 Изградба на модел
Изградбата на симулациониот модел е основана на параметрите на землинскиот трансформатор во одредена област, како што е детално прикажано во Табела 2. Параметрите на кабелската линија се прикажани во Табела 3.

2.2 Потврдување на модел

За потврдување на моделот, за да се осигура аутентичноста и валидноста на истражувањето, може да се постави једнофазна землинска грешка на системот на местото 4 км оддалечено од кабелската линија 1 A и автобусот 10 кВ. Фазниот агол на грешката се зема 90° како референца. Користете го конструираниот симулационен модел за добивање на нултите последователни строеви на различни линии во једнофазната землинска грешка на системот, како што е детално прикажано во Табела 4.

Кога се случува једнофазна землинска грешка во системот, формулата за пресметка на капацитивниот строј на различните линии на землинскиот трансформатор е:

Со комбинирање на податоците во Табела 4, кога се случува једнофазна землинска грешка во системот, максималната грешка помеѓу симулационата вредност на нултиот последователен строј на невиновната линија и пресметаната вредност на реалниот капацитет до земјата е -0.848%, и нема значајна разлика.

3 Симулационна анализа на оперативните карактеристики
3.1 Влијание на почетниот фазен агол на грешката

Во фазата на горење на арка, трифазните напони значително деформираат. Напоните А, Б и Ц се зголемуваат, што го зголемува почетниот фазен агол на грешката и зголемува деформацијата на напонот. Во стабилната фаза, поголем почетен фазен агол скратува времето на стабилизација на трифазните напони. Во фазата на угашување, независно од различните почетни фазни агли, промените на фазните напони се конзистентни: Напонот А се зголемува до нормална амплитуда; напонот Б се намалува до нормална; напонот Ц првично се намалува под нормална, а потоа се зголемува назад. За строевите: Во првата фаза на горење на арка, поголем почетен фазен агол намалува варијацијата на трифазните строеви; во стабилната фаза, го зголемува варијацијата; во фазата на угашување, промените на строевите се униформни независно од почетните фазни агли.

3.2 Влијание на преходниот отпор

Во фазата на горење на арка при једнофазна землинска грешка, помал преходен отпор на землинскиот трансформатор зголемува варијацијата на трифазните напони; во стабилната фаза, го зголемува варијацијата на напонот (амплитудите на фазите Б и Ц се помали). Во фазата на угашување, трифазните напони се конзистентни при различни отпори: напонот А достигнува нормална амплитуда, напонот Б се намалува до нормална, а напонот Ц првично се намалува, а потоа се зголемува. За строевите: Во фазата на горење на арка, помал отпор го зголемува амплитудата на трифазните строеви. Првата фаза (голем отпор) има мал амплитуда на строј; втората (мал отпор) има голема амплитуда; во третата фаза, кога арк-супресионата цев се застопира, строевите на фазите А и Ц првично се намалуваат, а потоа се зголемуваат до нормална.

4 Заклучок

Једнофазна землинска грешка во системот на подстанцијата зголемува трифазните строеви на страната на землинскиот трансформатор (конзистентни фази, без штета за опремата). За да се осигура стабилно и сигурно захранување, треба да се разбере операцијата на трансформаторот и влијанието на факторите по грешката. Бидејќи операцијата на подстанцијата е под влијание на многу фактори, енергетските компанији треба да дадат првенство на инспекциите на системот, да го подобрат инспекциониот работ, да гарантираат функционирањето на распределбените линии, да решат једнофазните землински грешки и да поддржат секојдневниот живот.