Z tipa zemes transformators: Tehniskā analīze un visaptverošas risinājumu priekšlikumi, lai uzlabotu elektrosistēmas stabilitāti

Z veida transformatori, kā īpaši izveidotie apgabalošanas transformatori ar unikālām vīkļu konfigurācijām, parāda atšķirīgas priekšrocības enerģētiskajos sistēmās. Šajā rakstā tiek piedāvāts nolūkā iedziļināts analīze to tehniskajiem aspektiem un pilnīga risinājuma pieeja, kas ietver atlasana, konfigurācija, instalācija, komisijas darbi un apkope, lai nodrošinātu dažādus lietojuma vajadzības.

​1. Z veida transformatoru galvenās priekšrocības​

1.1 ​Neliels nulles sekvences impedances​
Z veida transformatori izcēlas ar zemu nulles sekvences impedanci (≈10Ω), padarot tos ideālus mazāko strāvas apgabalošanas sistēmām. To zigzag vīkļu dizains nolīdzina nulles sekvences magnetfluksu čūskā, ļaujot 90–100% loka novēršanas spēku (salīdzinājumā ar 20% standarta transformatoriem).

1.2 ​Harmoniskās svārstības samazināšana​
Zigzag savienojums neutralizē trešās harmoniskās, nodrošinot gandrīz sinusoidālas fāzes spriegumus un uzlaboto enerģijas kvalitāti. Normālā darbība laikā tie rāda augstu pozitīvo/negatīvo sekvences impedanci ar minimālām bezslodzes zudējumiem.

1.3 ​Daudzfunkcionālums​
Z veida transformatori var izpildīt divas lomas - kā apgabalošanas un stacijas pārveidotāji, samazinot infrastruktūras izmaksas. Tie arī uzlabo mugurstaru aizsardzību, samazinot pārspriegumu risku no impulsu izplatīšanās.

2. Galvenie lietojuma scenāriji​

2.1 ​Atjaunojamās enerģijas integrācija​
Vēja/saules parkos Z veida transformatori nodrošina mākslīgus neitrālos punktus deltakonfigurācijai, ļaujot releju aizsardzību un nesimetriskas slodzes kompensāciju.

2.2 ​Pilsētas kabelu tīkli​
Sistēmām ar kapacitatīvām strāvām >10A (3–10kV) vai >30A (35kV+), Z veida transformatori atbalsta loka novēršanas spēkus vai rezistorus, lai samazinātu periodiskus loka pārspriegumus.

2.3 ​Rūpnieciskās un dzelzceļa sistēmas​

• ​Rūpnieciskās tīkli: Izlīdzina slodzes, samazina harmoniskās svārstības un aizsargā aprīkojumu no defektu strāvām.
• ​Dzelzceļa transports: Samazina blakus strāves, stabilizējot dzelzceļa pret zemes potenciālu (piemēram, Shenzhen metropolīta samazināja korozijas risku par 60%).

3. Konfigurācija ar loka novēršanas spēkiem un apgabalošanas rezistoriem​

3.1 ​Loka novēršanas spēki​

• ​Izstrāde: Izmanto automātiski pielāgojamus spēkus ar dempfēra rezistoriem (≈12% no spēka reaktivitātes), lai ierobežotu rezonansi.
• ​Parametri: 35kV sistēmām ir nepieciešami 3.77–77.28Ω rezistori; atlikusī strāva ≤5A ar ±5% detunēšanu.

3.2 ​Apgabalošanas rezistori​

• ​Formula: R=Up(2–3)ICR = \frac{U_p}{(2–3)I_C}R=(2–3)IC​Up​​, kur UpU_pUp​= fāzes spriegums, ICI_CIC​ = kapacitatīvā strāva.
• ​Parastās vērtības: 5–30Ω 35kV sistēmām (1000–2000A), 10–15Ω 10kV sistēmām (15–600A).

​3.3 Aizsardzība un SCADA integrācija​

• Nulles sekvences CT kontrolē defektu strāvas (piemēram, 1000A robeža 35kV sistēmām).
• AI vadītās SCADA sistēmas ļauj milisekundes defektu reakcijas (piemēram, Shanghai metropolīta 99.999% drošība).

Šeit ir profesionālā angļu valodas tulkojums tehnisko specifikāciju tabulai:

4. Instalācijas un komisijas darbu norādījumi​

4.1 Priešinstalācijas pārbaudes​

• Pārbaudiet būvdarbības (piemēram, iebūvētie daļēni, drēnaža) un aprīkojuma integritāti (piemēram, izolācija, izvedņu).

4.2 ​Elektrovielu varianti​

• ​Variants 1: Tiesa savienojums ar galveno transformatoru (izmaksas efektīvs, bet mazāk uzticams).
• ​Variants 2: Atsevišķā šķīvis ar siltumātrādām (augstāka uzticamība).

​4.3 Testa protokoli​

• ​Pirms komisijas darbiem: Mērījiet Gailā rezistenci, izolāciju un sprieguma attiecību.
• ​Izklājuma testi: Apstipriniet aizsardzības loģiku, izmantojot simulētos apgabalošanas defektus un uzraudziet bezslodzes troksni, lai noteiktu neierobežotības.

5. Apkope un gudra monitorings​

5.1 ​Regulāras pārbaudes​

• Pārbaudiet apgabalošanas rezistenci (≤4Ω), izolāciju un slodzes līdzsvaru, lai novērstu neitrāla līnijas pārslogotību.

5.2 ​IoT vadīta prognozējošā apkope​

• Sensori (piemēram, VBL12 trīs ass sensori) kontrolē vibrācijas, temperatūru un klinšanos (ISO 10816 saskanīgā).
• Mākoņdatora AI prognozē defektus 7 dienas iepriekš (piemēram, novērsa $2M zaudējumus elektrostacijā).

5.3 ​Defektu diagnosticēšana​

• Izpratnē 100Hz vibrācijas (blakus saites), neitrāla punkta spriegums >15% (sistēmas nelīdzsvars) vai rezistoru defekti.

6. Ekonomiskā un uzticamības analīze​

6.1 ​Izmaksu un peļņas analīze​

• Sākotnējās izmaksas ir 15% augstākas par standarta transformatoriem, bet ietaupījumi ietver:
  • Dubultu funkcionalitāti (apgabalošana + stacijas serviss).
  • Samazināto mugurstaru kaitējumu un apkopi (30% zemākas gada izmaksas).
• ROI: ~3 gadi pilsētas tīklu modernizācijā.

6.2 ​Uzticamības rādītāji​

• 40% augstāka sistēmas stabilitāte kabeļu tīklos.
• Prognozējošā apkope samazina apturēšanu par 60%.