د زیرسیستم یو فاز ته پړې خطا شرایطو کې د ګرانډینګ ترانسفورمر عملیاتي روانیزې تحلیل

1 نظریه تحلیل

در شبکه‌های توزیع، ترانسفورماتورهای زمین‌ساز دو نقش کلیدی دارند: تغذیه بارهای پایین ولتاژ و اتصال سیم‌پیچ‌های خنثی برای حفاظت زمین‌سازی. خطاهای زمین‌سازی، رایج‌ترین خطا در شبکه‌های توزیع هستند که به طور قابل توجهی بر مشخصات عملکردی ترانسفورماتورها تأثیر می‌گذارند و باعث تغییرات شدید در پارامترهای الکترومغناطیسی و وضعیت آنها می‌شوند.برای مطالعه رفتارهای دینامیکی ترانسفورماتورها در مواقع خطاهاي تک فازی زمین‌سازی، این مدل را بسازید: فرض کنید مشخصات ذاتی ترانسفورماتور در طول خطاهای تک فازی سمت پایین ولتاژ ثابت می‌ماند. سپس، قوانین عملکرد آن را از طریق مکانیسم جبران سیم‌پیچ خنثی استخراج کنید. مواد مرتبط شامل: شکل ۱ (ساختار فیزیکی ترانسفورماتور)، شکل ۲ (مدار معادل سیستم در موقعیت خطا تک فازی) و شکل ۳ (مدار معادل عملکردی ترانسفورماتور).

u نمایانگر ولتاژ منبع مجازی است و فرمول محاسبه آن به شرح زیر است:

در فرمول:U_m دامنه ولتاژ اتوبوس؛ w₀ فرکانس زاویه‌ای فرکانس قدرت؛ w₀ زاویه فاز ولتاژ تولید شده بعد از وقوع خطا تک فازی زمین‌سازی. در مرحله خطا با وجود آتش‌سوزی قوس، جریان i_L سیم‌پیچ خنثی به صورت زیر است:

در فرمول: δ1 عامل تضعیف؛ IL نشان‌دهنده دامنه جریان و القایی سیستم؛ R1 مقاومت معادل ترانسفورماتور اصلی و حلقه مود خطی؛ e زاویه فاز ولتاژ در زمان وقوع خطا تک فازی زمین‌سازی؛ L القایی ترتیب صفر ترانسفورماتور زمین‌ساز و القایی سیم‌پیچ خنثی.

رابطه‌ای بین جریان القایی و درجه تنظیم در سیم‌پیچ خنثی وجود دارد و فرمول زیر قابل استخراج است:

در فرمول:i_C جریان زمین‌ساز جبران‌شده؛ C ظرفیت به زمین خط توزیع؛ v درجه تنظیم سیستم زیراستانی. وقتی خطا تک فازی زمین‌سازی سیستم در وضعیت زمین‌سازی پایدار است، جریان القایی سیم‌پیچ خنثی به سمت پایداری می‌رود.

با ترکیب تحلیل فوق، فرمول زیر قابل استخراج است:

در فرمول:R_L مقاومت معادل ترانسفورماتور اصلی و حلقه مود خطی (احتمالاً "القایی معادل" اشتباه است؛ به "مقاومت معادل" تصحیح شده است؛ اگر واقعاً القایی است، نماد L_L را حفظ کنید)؛ w₀ فرکانس زاویه‌ای فرکانس قدرت.

فرمول (۴) می‌تواند در فرمول (۵) جایگزین شود تا جریان القایی محاسبه شود و فرمول زیر به دست آید:

با ترکیب فرمول (۶)، در مرحله خاموشی قوس، القایی سیم‌پیچ خنثی و ظرفیت به زمین خط توزیع به صورت سری متصل می‌شوند و جریان سیستم یکنواخت است. پس از بازگشت جریان القایی به حالت عادی، فرمول محاسبه جریان القایی به شرح زیر است:

در فرمول: u_C0+ ولتاژ ظرفیت به زمین سیستم در مرحله خاموشی قوس؛ i_L0+ جریان القایی عبوری از سیم‌پیچ خنثی سیستم در مرحله خاموشی قوس؛ w فرکانس زاویه‌ای رزونانس. بر اساس تحلیل فوق، در مراحل مختلف خطا تک فازی زمین‌سازی سیستم، عوامل تأثیرگذار بر مشخصات عملکردی ترانسفورماتور زمین‌ساز متفاوت هستند، به طور خاص در جدول ۱ نشان داده شده است.

2 ساخت و تأیید مدل شبیه‌سازی
2.1 ساخت مدل
ساخت مدل شبیه‌سازی بر اساس پارامترهای ترانسفورماتور زمین‌ساز در منطقه‌ای خاص استوار است، به طور دقیق در جدول ۲ آمده است. پارامترهای خط کابلی در جدول ۳ آمده است.

2.2 تأیید مدل

در تأیید مدل، برای تضمین واقعیت و اعتبار تحقیق، می‌توان خطا تک فازی زمین‌سازی سیستم را در محل ۴ کیلومتری خط کابلی ۱ A و اتوبوس ۱۰ kV تنظیم کرد. زاویه فاز خطا ۹۰ درجه به عنوان مرجع در نظر گرفته می‌شود. با استفاده از مدل شبیه‌سازی ساخته شده، جریان‌های ترتیب صفر خطوط مختلف در خطا تک فازی زمین‌سازی سیستم به دست می‌آید، به طور دقیق در جدول ۴ آمده است.

وقتی خطا تک فازی زمین‌سازی در سیستم رخ می‌دهد، فرمول محاسبه جریان ظرفیتی خطوط مختلف ترانسفورماتور زمین‌ساز به شرح زیر است:

با ترکیب داده‌های جدول ۴، وقتی خطا تک فازی زمین‌سازی در سیستم رخ می‌دهد، بیشترین خطای بین مقدار شبیه‌سازی جریان ترتیب صفر خط بدون خطا و مقدار محاسبه شده جریان ظرفیت به زمین واقعی -0.848% است و اختلاف قابل توجهی وجود ندارد.

3 تحلیل شبیه‌سازی مشخصات عملکردی
3.1 تأثیر زاویه فاز اولیه خطا

در مرحله سوزاندن قوس، ولتاژهای سه‌فاز به طور قابل توجهی تغییر می‌کنند. ولتاژهای فاز A، B و C افزایش می‌یابند، زاویه فاز اولیه خطا گسترش می‌یابد و تحریف ولتاژ افزایش می‌یابد. در مرحله پایدار، زاویه فاز اولیه بزرگ‌تر زمان پایداری ولتاژهای سه‌فاز را کاهش می‌دهد. در مرحله خاموشی قوس، با وجود زوایای فاز اولیه متفاوت، تغییرات ولتاژ فاز‌ها یکسان است: ولتاژ فاز A به دامنه عادی می‌رسد؛ ولتاژ فاز B به دامنه عادی می‌رسد؛ ولتاژ فاز C ابتدا زیر دامنه عادی می‌رود و سپس بالا می‌آید. برای جریان‌ها: در مرحله اول سوزاندن قوس، زاویه فاز اولیه بزرگ‌تر تغییرات جریان‌های سه‌فاز را کاهش می‌دهد؛ در مرحله پایدار، تغییرات جریان‌ها را افزایش می‌دهد؛ در مرحله خاموشی قوس، تغییرات جریان‌ها مستقل از زاویه فاز اولیه یکسان هستند.

3.2 تأثیر مقاومت انتقالی

در مرحله سوزاندن قوس خطا تک فازی، مقاومت انتقالی کوچک‌تر ترانسفورماتور زمین‌ساز تغییرات ولتاژهای سه‌فاز را افزایش می‌دهد؛ در مرحله پایدار، تغییرات ولتاژ را افزایش می‌دهد (دامنه‌های فاز B و C کوچک‌تر هستند). در مرحله خاموشی قوس، ولتاژهای سه‌فاز تحت مقاومت‌های مختلف یکسان هستند: ولتاژ فاز A به دامنه عادی می‌رسد، ولتاژ فاز B به دامنه عادی می‌رسد و ولتاژ فاز C ابتدا پایین می‌رود و سپس بالا می‌آید. برای جریان‌ها: در مرحله سوزاندن قوس، مقاومت کوچک‌تر دامنه جریان‌های سه‌فاز را افزایش می‌دهد. مرحله اول (مقاومت بزرگ) دامنه جریان کوچک است؛ مرحله دوم (مقاومت کوچک) دامنه جریان بزرگ است؛ در مرحله سوم، با توقف سیم‌پیچ خنثی، جریان‌های فاز A و C ابتدا پایین می‌روند و سپس به حالت عادی می‌رسند.

4 نتیجه‌گیری

خطای تک فازی زمین‌سازی در سیستم زیراستانی جریان‌های سه‌فاز روی سمت ترانسفورماتور زمین‌ساز (فاز‌های یکسان، بدون آسیب به تجهیزات) را افزایش می‌دهد. برای تأمین توان پایدار و ایمن، عملکرد ترانسفورماتور و تأثیر عوامل پس از خطا را درک کنید. با توجه به تأثیر چندین عامل بر عملکرد زیراستانی، شرکت‌های برق باید بررسی‌های سیستمی را اولویت بدهند، کارهای بازرسی را بهبود بخشند، عملکرد خطوط توزیع را تضمین کنند، خطاهای تک فازی زمین‌سازی را حل کنند و حمایت از زندگی روزمره را فراهم کنند.