Analisis Tingkah Laku Penjana Penyambung Bawah di Bawah Syarat Kerosakan Fasa Tunggal ke Tanah Sistem

1 Analisis Teori

Dalam rangkaian pengedaran, transformer grounding memainkan dua peranan utama: memberi tenaga kepada beban rendah voltan dan menghubungkan gegelung pemadam lengkung pada titik neutral untuk perlindungan grounding. Kesalahan grounding, kesalahan yang paling biasa dalam rangkaian pengedaran, memberi impak berat kepada ciri-ciri operasi transformer, menyebabkan perubahan tajam dalam parameter elektromagnetik dan status.Untuk mengkaji tingkah laku dinamik transformer di bawah kesalahan grounding satu fasa, model ini dibina: Anggap ciri-ciri asas transformer kekal stabil semasa kesalahan satu fasa sisi rendah voltan. Kemudian, deduksikan peraturan operasinya melalui mekanisme kompensasi oleh gegelung pemadam lengkung. Bahan berkaitan termasuk: Gambar 1 (struktur fizikal transformer), Gambar 2 (litar setara sistem di bawah kesalahan satu fasa), dan Gambar 3 (litar setara operasi transformer).

u mewakili voltan sumber kuasa maya, dan formula penghitungannya adalah:

Dalam formula:U_m adalah amplitud voltan bus; w₀ adalah frekuensi sudut kekuatan; w₀ adalah sudut voltan yang dihasilkan selepas sistem mengalami kesalahan grounding satu fasa. Semasa kesalahan dalam tahap pembakaran lengkung, arus i_L gegelung pemadam lengkung adalah:

Dalam formula: δ1 adalah faktor penurunan; IL mewakili amplitud arus sistem dan induktansi; R1 adalah rintangan setara transformer utama dan gelung modus garis; e adalah sudut voltan apabila kesalahan grounding satu fasa berlaku; L menggambarkan induktansi urutan sifar transformer grounding dan induktansi gegelung pemadam lengkung.

Terdapat korelasi antara arus induksi dan darjah detuning dalam gegelung pemadam lengkung, dan formula berikut boleh diperoleh:

Dalam formula:i_C adalah arus grounding yang dikompensasi; C adalah kapasitansi ke tanah lini pengedaran; v adalah darjah detuning sistem substation. Apabila kesalahan grounding satu fasa sistem berada dalam keadaan grounding stabil, arus induksi gegelung pemadam lengkung cenderung stabil.

Dengan menggabungkan analisis di atas, persamaan berikut boleh diperoleh:

Dalam formula:R_L adalah rintangan setara transformer utama dan gelung modus garis (asal “induktansi setara” kemungkinan merupakan kesalahan ejaan; ditukar kepada “rintangan setara” berdasarkan logik litar; jika ia benar-benar induktansi, simpan simbol L_L); w₀ adalah frekuensi sudut kekuatan.

Formula (4) boleh disubstitusi ke dalam formula (5) untuk mengira arus induksi, dan formula berikut diperoleh:

Bergabung dengan Formula (6), semasa tahap pemadam lengkung kesalahan, induktansi gegelung pemadam lengkung dan kapasitansi ke tanah lini pengedaran disambung secara siri, dan arus sistem seragam. Setelah arus induksi kembali normal, formula pengiraan arus induksi adalah seperti berikut:

Dalam formula: u_C0+adalah voltan kapasitansi ke tanah sistem semasa tahap pemadam lengkung; i_L0+ adalah arus induksi yang mengalir melalui gegelung pemadam lengkung sistem semasa tahap pemadam lengkung; w adalah frekuensi resonan. Berdasarkan analisis di atas, pada tahap yang berbeza dalam kesalahan grounding satu fasa sistem, faktor-faktor yang mempengaruhi ciri-ciri operasi transformer grounding berbeza, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 1.

2 Pembinaan dan Pengesahan Model Simulasi
2.1 Pembinaan Model
Pembinaan model simulasi berdasarkan parameter transformer grounding di suatu wilayah, seperti yang terperinci dalam Jadual 2. Parameter lini kabel ditunjukkan dalam Jadual 3.

2.2 Pengesahan Model

Dalam pengesahan model, untuk memastikan keaslian dan kesahan penyelidikan, kesalahan grounding satu fasa sistem boleh ditetapkan pada lokasi 4 km dari lini kabel 1 A dan bus 10 kV. Sudut fase kesalahan mengambil 90° sebagai rujukan. Gunakan model simulasi yang dibina untuk mendapatkan arus urutan sifar lini yang berbeza dalam kesalahan grounding satu fasa sistem, seperti yang terperinci dalam Jadual 4.

Apabila kesalahan grounding satu fasa berlaku dalam sistem, formula pengiraan arus kapasitif lini yang berbeza dari transformer grounding adalah:

Bergabung dengan data dalam Jadual 4, apabila kesalahan grounding satu fasa berlaku dalam sistem, ralat maksimum antara nilai simulasi arus urutan sifar lini tidak berkesalahan dan nilai pengiraan arus kapasitansi sebenar ke tanah adalah -0.848%, dan tiada perbezaan yang signifikan.

3 Analisis Simulasi Ciri-ciri Operasi
3.1 Pengaruh Sudut Fase Awal Kesalahan

Dalam tahap pembakaran lengkung, voltan tiga fasa menjadi sangat tidak menentu. Voltan Fasa A, B, dan C meningkat, memperluas sudut fase awal dan meningkatkan distorsi voltan. Dalam tahap stabil, sudut fase awal yang lebih besar memendekkan masa stabilisasi voltan tiga fasa. Dalam tahap pemadam lengkung, walaupun sudut fase awal berbeza, perubahan voltan fasa konsisten: Fasa A naik ke amplitud normal; Fasa B turun ke normal; Fasa C turun di bawah normal kemudian naik kembali. Untuk arus: Dalam tahap pembakaran lengkung pertama, sudut fase awal yang lebih besar mengurangkan variasi arus tiga fasa; dalam tahap stabil, ia meningkatkan variasi; dalam tahap pemadam lengkung, perubahan arus seragam tidak kira sudut fase awal.

3.2 Pengaruh Rintangan Transisi

Dalam tahap pembakaran lengkung kesalahan grounding satu fasa, rintangan transisi transformer grounding yang lebih kecil meningkatkan variasi voltan tiga fasa; dalam tahap stabil, ia memperbesar variasi voltan (amplitud Fasa B dan C lebih kecil). Dalam tahap pemadam lengkung, voltan tiga fasa konsisten di bawah rintangan yang berbeza: Fasa A mencapai amplitud normal, Fasa B turun ke normal, dan Fasa C turun kemudian naik. Untuk arus: Dalam tahap pembakaran lengkung, rintangan yang lebih kecil meningkatkan amplitud arus tiga fasa. Tahap pertama (rintangan besar) memiliki amplitud arus kecil; tahap kedua (rintangan kecil) memiliki amplitud besar; dalam tahap ketiga, dengan gegelung pemadam lengkung berhenti, arus Fasa A dan C turun kemudian naik ke normal.

4 Kesimpulan

Kesalahan grounding satu fasa dalam sistem substation meningkatkan arus tiga fasa pada sisi transformer grounding (fase konsisten, tidak merugikan peralatan). Untuk memastikan bekalan kuasa yang stabil dan selamat, fahami operasi transformer dan faktor-faktor yang mempengaruhinya selepas kesalahan. Kerana operasi substation dipengaruhi oleh pelbagai faktor, syarikat tenaga harus mengutamakan pemeriksaan sistem, meningkatkan kerja pemeriksaan, memastikan operasi lini pengedaran, menyelesaikan kesalahan grounding satu fasa, dan menyokong kehidupan harian.