Заземляющий трансформатор: Заземляющий трансформатор напряжения GT

Содержание

Заземляющий трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Заземляющий трансформатор

Cтраница 1

Обычно заземляющие трансформаторы применяют не только для подключения дугогасящей катушки, но и для питания нагрузки собственных нужд подстанции; в этом случае заземляющий трансформатор устанавливают на центре питания. Установка компенсирующего устройства также может быть осуществлена и в сети.  [1]

Присоединение заземляющего трансформатора к сети 6 - 10 кВ или шинам указанного напряжения источников питания во всех случаях должно производиться с помощью масляного выключателя. Применение для этой цели предохранителей ПК неприемлемо, так как при повреждении трансформатора предохранители будут перегорать на одной или двух фазах, что приведет к появлению в сети неполнофазного режима и произвольному смещению нейтрали, с развитием в сети весьма опасных для ее изоляции внутренних перенапряжений, которые могут вызвать многоместные повреждения изоляции сети.  [2]

Большей частью заземляющие трансформаторы устанавливаются для двух целей: для осуществления заземления нейтрали через дугогасящую катушку и для питания собственных нужд подстанции, но нередко установка компенсирующих устройств осуществляется и в сети. Мощность заземляющего трнсформатора, без наличия дополнительной нагрузки на местные нужды или на сеть, определяется величиною тока катушки. При наличии дополнительной нагрузки мощность трансформатора должна быть увеличена с учетом этой нагрузки.  [3]

На ток заземляющего трансформатора включена защита на реле РТЗ-51, присоединенном к ТТ нулевой последовательности типа ТЗЛ в нейтрали. Эта защита является резервной ко всем защитам от замыканий на землю в сети с.н., питающейся от данной секции. Кроме того, она предназначена для отключения замыканий на землю на шинах секции с.н. и в обмотке 6 кВ трансформатора, питающего эту секцию.  [5]

Как правило, заземляющие трансформаторы

используются и для питания с.  [7]

Присоединение катушки производится в нейтраль заземляющего трансформатора, в качестве которого может использоваться трансформатор собственных нужд ЦП. В ряде случаев установка компенсирующего устройства производится непосредственно в сети. Присоединение заземляющего трансформатора к шинам РУ должно осуществляться обязательно с использованием выключателя мощности. Применять для этих целей предохранители или выключатели нагрузки недопустимо.  [9]

В цепи заземляющей шины короткозамыкателя устанавливают также специальный заземляющий трансформатор тока 2 ( типа ТШЛО-05), обеспечивающий при токах короткого замыкания 500 - 16000 а эффективную работу специального реле Привода отделителя, которое производит его отключение после прекращения тока короткого замыкания. Трансформатор тока 2 имеет ленточный кольцевой сердечник, на который намотана вторичная обмотка, при этом сердечник и обмотка залиты эпоксидной смолой. Первичной обмоткой трансформатора является заземляющая шина, проходящая сквозь окна трансформатора. Чтобы ток замыкателя на землю проходил только через шину заземления, устанавливается изоляционная прокладка между короткозамыкателем и конструкцией крепления.  [10]

Один из выводов присоединяется к нулевой точке заземляющего трансформатора, другой - к земле.  [11]

Нейтраль первичной обмотки одного из сетевых трансформаторов ( трансформатора местных нужд или специально установленного заземляющего трансформатора) со схемой соединения обмоток звезда - треугольник заземляется через регулируемое индуктивное сопротивление - дугогасящую катушку.  [12]

Относительно индуктивных заземлителей ( к которым относятся реакторы, включаемые в нейтраль трансформаторов и машин, а также заземляющие трансформаторы) сделано примечание.

 [14]

Для обеспечения надежного стабильного режима без значительных колебаний напряжения при замыкании на землю на каждой рабочей секции 6 кВ СН устанавливают заземляющий трансформатор с резистором, создающим при замыкании на землю активный ток 30 - 40 А. Защиту от замыканий на землю устанавливают на всех электродвигателях и других присоединениях СН и выполняют действующей на отключение.  [15]

Страницы:      1    2

Где и зачем мы используем заземляющий трансформатор (зигзаг, заземленный угорь-треугольник)

Назначение трансформатора заземления

Трансформаторы заземления иногда используются в системах распределения. Трансформатор заземления обеспечивает источник тока нулевой последовательности . Иногда они используются для преобразования 3-проводной незаземленной схемы в 4-проводную заземленную цепь.

Почему мы используем заземляющие трансформаторы - зигзагообразные и заземленные соединения с треугольником (фото кредит: swedishneutral.se)

Рисунок 1 (см. Ниже) показывает два наиболее распространенных трансформатора заземления. Zig-zag-соединение является наиболее широко используемым заземляющим трансформатором.

Рисунок 1 - Соединения трансформатора заземления (зигзагообразный и заземленный треугольник)

На рисунке 2 показано, как банк заземления подает ток на замыкание на землю. Трансформаторы заземления, используемые в качестве единственного источника заземления в распределительной цепи, должны обслуживаться всякий раз, когда используется трехфазный источник питания.

Если заземляющий трансформатор потерян, линия-земля приводит к высоким фазовым напряжениям на фазах, которые не подвергаются воздействию, а дисбаланс нагрузки также может вызвать нейтральные сдвиги и перенапряжения .

Рисунок 2 - Трансформатор заземления, подающий ошибку замыкания на землю

Трансформатор заземления должен обрабатывать несимметричную нагрузку на контур, а также нагрузку во время сбоев между землей.

Если схема имеет минимальный дисбаланс, то мы можем резко снизить рейтинг трансформатора. Он должен быть рассчитан только на то, чтобы нести кратковременные (но большие) ошибки, обычно используется 10 секунд или 1 минута. Мы также можем выбрать импеданс заземляющего трансформатора для ограничения токов замыкания на землю .

Каждая нога заземляющего трансформатора несет треть нейтрального тока и имеет напряжение от линии к нейтрали. Таким образом, в заземленном трансформаторе «звезда-треугольник» общая номинальная мощность, включая все три фазы, представляет собой нейтральный ток, умноженный на напряжение между линиями:

S = V LG × I N

Трансформатор зигзага более эффективен, чем заземленный трансформатор с треугольником. В зигзагообразном состоянии каждая обмотка имеет меньше напряжения от линии к земле, в 3 раза, поэтому банк может быть оценен ниже:

S = V LG × I N / √3

ANSI / IEEE Std.

32-1972 требуется постоянный рейтинг 3% для номинальной единицы 10 с (что означает, что кратковременный рейтинг в 33 раза превышает рейтинг).

1-минутный номинальный банк имеет рейтинг постоянного тока 7% . В системе с напряжением 12, 47 кВ, обеспечивающей ток замыкания на землю 6000 А, зигзагоц должен иметь номинал 24, 9 МВА . Мы будем оценивать банк для обработки 24, 9 МВА на 10 секунд, что эквивалентно непрерывному рейтингу 0, 75 МВА, поэтому этот банк может непрерывно обрабатывать 180 А нейтрального тока .

Как для зигзага, так и для заземленного треугольника с волнами импеданс нулевой последовательности равен импедансу между первичным трансформатором и его вторичным.

Другое применение трансформаторов заземления - в случаях помех в телефоне из-за протекания тока в нейтральном / заземленном состоянии . Помещая банк заземления ближе к источнику нейтрального тока, банк заземления смещает часть тока от нейтрального к фазовому проводу, чтобы снизить нейтральный ток, который мешает телекоммуникационным проводам.

Трансформаторы заземления также используются там, где коммунальные предприятия нуждаются в источнике заземления во время ненормальных условий .

Одно из таких приложений предназначено для комбинированного фидера, который питает вторичные сетевые нагрузки и другие не связанные сетевые нагрузки на землю. Если сетевые трансформаторы соединены треугольником с треугольником, сеть будет возвращать цепь во время сбоя от линии к земле.

Если это происходит, когда главный подающий выключатель разомкнут, однофазная нагрузка на фазах с неисправностью будет видеть перенапряжение, потому что цепь возвращается через сетевые нагрузки в качестве незаземленной системы. Банк заземления, установленный на фидере, предотвращает перенапряжение во время условий обратной подачи. Другое подобное приложение обнаружено при применении распределенных генераторов .

В качестве трансформатора межсоединения часто используется заземленный трансформатор с треугольным треугольником,

чтобы предотвратить перенапряжения, если генератор управляет островом, который отделен от источника полезности.

Даже если банк заземления не является единственным источником заземления, он должен быть рассчитан таким образом, чтобы нести дисбаланс напряжения. Ток нулевой последовательности, набранный банком, представляет собой напряжение нулевой последовательности, деленное на полное сопротивление нулевой последовательности:

I 0 = V 0 / Z 0

Тяжелый дисбаланс напряжения может возникнуть, когда однофазное напряжение открывается вверх по потоку (обычно из перегоревшего предохранителя или однофазного АПВ). В этом случае напряжение нулевой последовательности равно напряжению от линии к нейтрали. Банк заземления будет пытаться удерживать напряжение на открытой фазе и подавать всю нагрузку на эту фазу, что может серьезно перегрузить трансформатор.

Ссылка // Оборудование и системы для распределения электрической энергии. TA Short (Получить печатную версию от Amazon)

Связанные электрические направляющие и изделия

Устройство, содержащее управляемый заземляющий трансформатор

Настоящее изобретение относится к устройству, содержащему управляемый заземляющий трансформатор, выполненный с возможностью компенсации остаточного рабочего тока в заземлении сети переменного тока, содержащей силовой трансформатор в соответствии с вводной частью пункта 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к способу создания напряжения нулевой точки в сети переменного тока посредством силового трансформатора в соответствии с вводной частью пункта 6 формулы изобретения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время передача электрической энергии главным образом осуществляется с помощью системы с трехфазным напряжением. Для выполнения основных требований к системе производство и потребление энергии в каждый момент времени должны быть сбалансированы - созданы крупные национальные сети передачи, к которым подключены все производители и потребители электрической энергии. При этом подключение национальных сетей передачи к транснациональным сетям передачи обеспечивает дополнительные преимущества в части основного требования. Одной из таких сетей передачи, например, является скандинавская сеть NORDEL.

Для снижения потерь при передаче в сетях передачи перенос энергии осуществляется при высоком напряжении, предпочтительно 400 кВ. Выдача энергии потребителям из сети передачи осуществляется через распределительные трансформаторы, каждый из которых, в свою очередь, снабжает ограниченный географический район. Распределение главным образом осуществляется при напряжении 10-30 кВ. Крупные промышленные потребители могут при этом быть связаны непосредственно с распределительной сетью, а менее крупные потребители и жилые дома снабжаются через еще одно преобразование до 400/230 В.

Ввиду своей сотовой структуры сеть передачи имеет высокую доступность. Однако слабым звеном системы передачи являются распределительные сети, имеющие структуру радиальной сети. Ошибки, возникающие в отдельной распределительной линии, могут приводить к отключению больших групп потребителей. Поэтому технология защиты от ошибок помогает улучшать доступность распределительных сетей.

В связи с этим, важно отметить, что большинство повреждений в электрической цепи возникает в результате пробоя изоляции между одной фазой и заземлением - так называемая ошибка заземления, когда передача активной мощности ограничена системой напряжений между фазами. С точки зрения защиты было бы целесообразно обрабатывать ошибки заземления по отдельности и по возможности ограничивать остаточный рабочий ток в такой степени, чтобы можно было избежать отсоединения линии.

Наиболее успешная концепция защиты основана на этом основном принципе, разработанном уже в 1917 г. Вальдемаром Петерсеном. Благодаря подключению нулевой точки трехфазной системы к заземлению через индуктивность, имеющую емкость согласованной цепи - так называемую катушку Петерсена остаточный рабочий ток может быть сокращен в десять-пятьдесят раз. Такое ограничение тока обычно является достаточным для обеспечения самопогасания однофазных дуг, которые составляют основную часть помех в сетях воздушных линий.

В настоящее время в скандинавских и других европейских распределительных сетях преобладает резонансное заземление Петерсена. Эти сети имеют общую доступность, которая превосходит другие сравнимые распределительные сети, в которых имеются альтернативные концепции заземления системы.

При осуществляющемся переводе распределительных сетей из воздушных сетей в подземные кабельные сети остаточные рабочие токи увеличиваются в 30-50 раз из-за более высокой емкости кабеля, которая двояко влияет на резонансное заземление Петерсена: с одной стороны, эффект самопогасания уменьшается в остальной воздушной линии при увеличении остаточного рабочего тока при полном прекращении в конечном итоге; а с другой стороны, эффект самопогасания совершенно не работает в кабельной сети ввиду небольшого расстояния между проводом под напряжением и заземлением (экраном). Таким образом, проблемой является некомпенсированный остаточный ток.

Эта проблема была обнаружена и решена в начале 90-х. Разработанное в то время устройство для компенсации остаточного тока используется в настоящее время в качестве дополнения к катушке Петерсена, однако оно применяется также в распределительных сетях, которые вплоть до настоящего времени проектировались на основе совершенно других концепций заземления.

В противоположность катушке Петерсена, которая увеличивает только импеданс источника питания в цепи заземления, компенсация остаточного тока подавляет возбуждающее напряжение в связи с замыканиями на землю путем наложения противодействующего напряжения. Это не совсем тривиальная задача, поскольку возбуждающее напряжение лишь отчасти известно изначально.

В соответствии с теоремой Тевенина-Гельмгольца, ток замыкания определяется возбуждающим напряжением в точке замыкания, импедансом замыкания и импедансом источника питания. И наоборот: для обеспечения полного подавления возбуждающего напряжения в точке замыкания необходимо, чтобы возбуждающее напряжение подавлялось в точке замыкания, в то время как импеданс замыкания неизвестен, а импеданс источника питания может лишь частично подвергаться влиянию посредством катушки Петерсена.

Возбуждающее напряжение в местоположении замыкания представлено фазным напряжением питающего распределительного трансформатора в фазе, которая искажается замыканием на землю (известным и измеримым соответствующим образом), плюс зависящим от тока нагрузки падением напряжения между питающим трансформатором и фактическим местоположением замыкания, которое может находиться на большом расстоянии в (неизвестной) сети.

Определение последнего стало возможным благодаря разработке новой методики измерения, которая была впервые опубликована в начале 90-х (см. Winter, K., "Swedish Distribution Net-works - А New Method for Earthfault Protection in Cable - and Overhead Systems", 5th International Conference on Power Sys-tem Protection. IEE conference publication No. 368, York/UK 1993).

Остающаяся проблема - генерирование противодействующего напряжения с возможностью регулирования амплитуды и фазного угла относительно фазного напряжения распределительного трансформатора - была решена с помощью силовой электроники (инвертора с широтно-импульсной модуляцией). В настоящее время имеются опорные станции для компенсации остаточного тока в электропитающих сетях с уровнями напряжения между 6 кВ и 110 кВ.

Потребляемая мощность для компенсации остаточного тока зависит от уровня напряжения, размера сети и закономерностей ослабления. В распределительных сетях густонаселенных районов мира емкостные заземляющие токи могут составлять свыше 1000 А при некомпенсированных остаточных рабочих токах порядка 100 А и более. Потребляемая мощность для компенсации остаточного рабочего тока в такой сети может составлять значительно больше 1000 кВА.

Инверторы с такими параметрами являются относительно дорогостоящими. В настоящем изобретении предлагается более простое устройство для полной компенсации остаточного рабочего тока с целью понижения стоимости и повышения надежности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является решение вышеописанной проблемы и создание более простого устройства для компенсации остаточного рабочего тока. Еще одной задачей является полное подавление остаточного рабочего тока. Еще одной задачей является повышение надежности компенсационного устройства и посредством этого надежности передачи активной мощности. Еще одной целью является понижение расходов на компенсацию остаточного рабочего тока.

Эти задачи решаются с помощью устройства, определяемого в вводной части пункта 1 формулы изобретения, которое отличается тем, что первичная обмотка заземляющего трансформатора подключена к электропитающей сети или источнику питания, синхронизированному с электропитающей сетью, а вторичная обмотка заземляющего трансформатора подключена между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением, причем заземляющий трансформатор содержит два или более переключателей ответвлений, а устройство содержит блок, выполненный с возможностью управления переключателями ответвлений для регулирования вторичных напряжений заземляющего трансформатора в отношении амплитуды и фазового угла относительно системы напряжений питающего силового трансформатора.

Преимущество изобретения состоит в том, что число разрывов линии уменьшается, либо они могут быть полностью исключены. При этом с помощью нового устройства улучшается доступность распределительной сети. Новое устройство может быть изготовлено с низкой стоимостью и является относительно простым для установки в существующих распределительных сетях.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, заземляющий трансформатор работает в трех фазах.

Устройство в соответствии с изобретением может использоваться в различных электропитающих сетях, содержащих одно- или трехфазную систему.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, упомянутый блок представляет собой контрольно-измерительный блок, подключенный к заземляющему трансформатору с целью регулирования упомянутых вторичных напряжений между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением.

Устройство в соответствии с изобретением может посредством этого использоваться вместе с известными контрольно-измерительными блоками для компенсации остаточного рабочего тока.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, контрольно-измерительный блок выполнен с возможностью выбора, какое из вторичных напряжений должно подключаться между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, контрольно-измерительный блок выполнен с возможностью регулирования вторичного напряжения заземляющего трансформатора до тех пор, пока не будет выполнено условие полной компенсации остаточного рабочего тока.

Устройство в соответствии с изобретением может посредством этого использоваться вместе с известными контрольно-измерительными блоками для полной компенсации остаточного рабочего тока.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, устройство выполнено с возможностью использования параллельно катушке Петерсена с целью подавления некомпенсированного остаточного рабочего тока катушки Петерсена.

Устройство в соответствии с изобретением может улучшать влияние существующего компенсационного устройства путем установки параллельно устройству с катушкой Петерсена.

Задачи также решаются с помощью способа, определяемого в вводной части пункта 6 формулы изобретения, который отличается использованием устройства, содержащего заземляющий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к электропитающей сети или источнику питания, синхронизированному с электропитающей сетью, а вторичная обмотка которого подключена между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением, причем заземляющий трансформатор содержит два или более переключателей ответвлений, а устройство содержит блок, выполненный с возможностью управления переключателями ответвлений, и регулированием вторичных напряжений заземляющего трансформатора в отношении амплитуды и фазового угла относительно системы напряжений питающего силового трансформатора.

Способ в соответствии с изобретением повышает надежность компенсационного устройства. Аналогичным образом улучшается доступность.

В соответствии с одним вариантом осуществления, упомянутый блок представляет собой контрольно-измерительный блок, подключенный к заземляющему трансформатору с целью регулирования упомянутых вторичных напряжений между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением.

Задачи также решаются с помощью способа создания напряжения нулевой точки в электропитающей сети переменного тока с помощью силового трансформатора, отличающегося устройством, содержащим заземляющий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к электропитающей сети или источнику питания, синхронизированному с электропитающей сетью, а вторичная обмотка которого подключена между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением, причем заземляющий трансформатор содержит два или более переключателей ответвлений, а блок выполнен с возможностью управления переключателями ответвлений, при этом упомянутый блок представляет собой контрольно-измерительный блок, подключенный к упомянутому заземляющему трансформатору для регулирования вторичного напряжения заземляющего трансформатора между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением, причем

- контрольно-измерительный блок регулирует вторичное напряжение в отношении амплитуды и фазового угла относительно системы напряжений питающего силового трансформатора,

- контрольно-измерительный блок решает, какое из вторичных напряжений должно подключаться между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением, и

- контрольно-измерительный блок регулирует вторичное напряжение до тех пор, пока не будет выполнено условие полной компенсации остаточного рабочего тока.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, заземляющий трансформатор работает в трех фазах.

Задачи также решаются с помощью вышеописанного устройства для компенсации остаточного рабочего тока.

Задачи подобным образом решаются с помощью устройства в соответствии с приведенным выше описанием или способа в соответствии с приведенным выше описанием параллельно катушке Петерсена для подавления некомпенсированного остаточного рабочего тока катушки Петерсена.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует однолинейную схему распределительной сети, содержащей известное устройство для компенсации остаточного рабочего тока.

Фиг. 2 иллюстрирует ту же распределительную сеть, содержащую устройство для компенсации остаточного рабочего тока в соответствии с изобретением.

Фиг. 3 иллюстрирует векторную диаграмму возбуждающего напряжения в зависимости от местоположения ошибки заземления в распределительной сети.

Фиг. 4а, b иллюстрируют принципиальную схему и векторную диаграмму трансформатора в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 и 2 иллюстрируют распределительную сеть с контрольно-измерительным блоком 2 для обнаружения ошибок заземления и управления компенсационным устройством. Кроме того, изображены питающий трансформатор 3, токоприемник 4 и ряд выходных распределительных линий L1, L2-LN с соответствующим линейным выключателем 9 на токоприемнике 4.

Передача электрической энергии обычно осуществляется с помощью трехфазной системы, однако существуют также и одно- и двухфазные системы (движение поездов). Общим знаменателем в данном случае является то, что передача полезной энергии (потребителям) определяется исключительно напряжениями между фазами. Если возникает ошибка в виде пробоя изоляции между этими фазами, рассматриваемая линия разрывается, и потребители подключаются к ней через линейный выключатель 9.

Однако большинство коротких замыканий в электрической цепи возникает между отдельной фазой и заземлением (так называемые ошибки заземления). При этом вся система смещается относительно заземления. Тем не менее, напряжения между фазами - которые определяют полезную энергию - не подвергаются влиянию.

Ток ошибки в фактическом местоположении замыкания определяется другими токами в сети (главным образом, емкостными, но также и резистивными разрядными токами). Сумма этих разрядных токов на землю - включая ток в местоположении замыкания - всегда является нулевой (первое правило Кирхгофа для разветвленной цепи). Это следует из того, что ток в местоположении замыкания может быть только нулевым, если сумма всех остальных токов является нулевой.

Назначение компенсационного устройства на фиг. 1 и 2 состоит в создании этого равновесия путем создания соответствующего тока между нулевой точкой электропитающей сети и заземлением.

Фиг. 1 при этом иллюстрирует известное устройство для компенсации остаточного рабочего тока, состоящее из дросселя 5 нулевой точки с вспомогательной силовой обмоткой 6 и подключенного к нему инвертора 7 для компенсации остаточного рабочего тока. Изображено также одно резервное средство для отсоединения линии 8, например, в случае замыкания в компенсационном устройстве.

Фиг. 2 иллюстрирует устройство для компенсации всего остаточного рабочего тока с помощью управляемого заземляющего трансформатора 1 в соответствии с изобретением.

Контрольно-измерительный блок 2 постоянно измеряет полную проводимость Y0 нулевой последовательности на выходных линиях L1-N и в заземлении компенсационного устройства Е. Последние результаты измерений сохраняются в памяти измерительного блока. Если обнаруживается ошибка заземления, измерение повторяется. После этого в линиях последовательно сравниваются значения Y0 до и после момента возникновения ошибки заземления.

Ошибка заземления существует в линии, которая демонстрирует отклонение ΔY0 от своего безошибочного измерения. Это отклонение используется для управления компенсационным устройством. На фиг. 1 это известное устройство с инвертором 7, а на фиг. 2 это управляемый заземляющий трансформатор 1 в соответствии с изобретением. В обоих случаях между нулевой точкой N электропитающей сети и заземлением Е создается напряжение UEN.

Если напряжение UEN соответствует возбуждающему напряжению в местоположении замыкания, отклонение ΔY0 и, следовательно, остаточный рабочий ток уменьшаются до нуля (теорема Тевенина-Гельмгольца).

Фиг. 3 иллюстрирует, как возбуждающее напряжение зависит от того, в какой фазе UL1, UL2 или UL3 возникло замыкание, и от местоположения замыкания А, В или С в распределительной сети. Возбуждающее напряжение представлено фазным напряжением силового трансформатора (примером которого на фиг. 3 является фазное напряжение UL1) и падением напряжения на линии (Ix х Zx) между силовым трансформатором и местоположением замыкания. Падение напряжения на линии, в свою очередь, определяется собственным импедансом Zx линии и токовой нагрузкой Ix, которая, как правило, во всех фазах имеет одинаковую амплитуду.

Как показано на фиг. 3, компенсационное устройство - с целью подавления возбуждающего напряжения в местоположении замыкания - должно создавать напряжение нулевой точки, которое может в достаточной степени регулироваться в отношении амплитуды и фазного угла относительно системы напряжений силового трансформатора.

Фиг. 4 иллюстрируют управляемый трехфазный заземляющий трансформатор 1 в соответствии с изобретением, который может создавать такое напряжение нулевой точки.

У трансформатора 1 имеются два переключателя 10а, 10b ответвлений, с помощью которых три вторичных напряжения могут регулироваться в отношении амплитуды и фазного угла α относительно системы напряжений питающего силового трансформатора 3. Трансформатор может иметь три, четыре или более переключателей ответвлений. При использовании контрольно-измерительного блока 2 в случае замыкания на землю контрольно-измерительный блок 2 выбирает, какое из вторичных напряжений должно подключаться между нулевой точкой заземляющего трансформатора и заземлением. После этого вторичное напряжение трансформатора регулируется до тех пор, пока не будет выполнено условие полной компенсации остаточного рабочего тока (ΔY0=0).

Фиг. 4b иллюстрирует векторную диаграмму для заземляющего трансформатора на фиг. 4а. Соединенная треугольником первичная обмотка создает три напряжения, сдвинутые на 120° относительно друг друга в девяти вторичных обмотках. Благодаря последовательному соединению через два трехфазных находящихся под нагрузкой переключателя ответвлений каждая из трех вторичных обмоток 11, 12 и 13 может быть соединена друг с другом таким образом, что создаются три результирующих напряжения, которые, в свою очередь, могут регулироваться в отношении амплитуды и фазы относительно системы напряжений питающего силового трансформатора.

Устройство может использоваться для полной компенсации всего остаточного рабочего тока. В соответствии с другим вариантом, устройство может также предпочтительно использоваться исключительно для компенсации остаточного тока в сетях с существующим заземлением с катушкой Петерсена.

Изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, приведенными на чертежах, а может быть изменено в пределах объема формулы изобретения.




Как достигается переход от трехфазного распределения без нейтрали к трехфазному потреблению с нейтральным?

Типичная дистрибьюторская сеть в Австралии будет выглядеть примерно так:

Секция «MV» представляет собой трехпроводную систему, соединенную треугольником, поэтому вы правы, утверждая, что нет нейтрального провода. Тем не менее, это путь , по нейтральному или «нулевой последовательности» тока текут к земле, через заземление «зиг-заг» трансформатор , который установлен для этой цели. (Причины установки заземляющего трансформатора заслуживают отдельного вопроса и ответа.)

Существует несколько явлений, которые могут привести к возникновению тока нейтрали на линии электропередачи среднего напряжения, но несбалансированные нагрузки низкого напряжения, которые вызывают ток, протекающий в точке звезды / нейтрали низкого напряжения, не вызывают ток нейтрали среднего напряжения .

Это почему?

На рисунке выше показана дельта-система высокого напряжения с заземленной звездой. Существует однофазная нагрузка, которая потребляет 1 единицу (1 pu) тока от обмотки низкого напряжения 1, при этом ток возвращается через нейтраль низкого напряжения.

Что происходит на HV?

Каждая из обмоток ВН и НН трансформатора магнитно связана железными сердечниками, поэтому должен применяться закон «баланса ампер-витков». Т.е. сохранение энергии применяется между парами обмоток ВН и НН, HV1-LV1, HV2-LV2 и HV3-LV3.

Это означает, что ток 1 pu на обмотке LV 1 должен быть сбалансирован током 1 pu на обмотке HV1. И поскольку ток не течет в LV2 или LV3, ток не может течь и в HV2 или HV 3.

По закону Кирхгофа ток 1 pu в обмотке HV1 должен быть получен из линии ВН L1 и линии В2 L2. Это:

Для системы Delta-HV с заземленной звездой-НН однофазные нагрузки НН отображаются как межфазные нагрузки в системе ВН.

Это отвечает на ваш первоначальный вопрос: независимо от того, насколько несбалансирована нагрузка на стороне НН, ток НН не будет течь на стороне ВН, поэтому нейтральный провод не требуется.


Это приводит к вопросу: «Если в системе, соединенной треугольником, никакой нейтральный провод не требуется, зачем нам ставить на него заземляющий трансформатор?»

Я могу подумать о нескольких причинах - хотя я не уверен в этом, поэтому не цитируйте меня здесь ...

  1. Без подключения к земле дельта-сеть будет плавать относительно земли и может иметь любой произвольный потенциал относительно земли. Т.е. система среднего напряжения может подняться до 132 000 В над уровнем земли. Заземляющий трансформатор необходим для заземления системы среднего напряжения и предотвращения ее всплытия до опасного напряжения.
  2. «Нейтральные» тока нулевой последовательности у потока в сети MV, то есть от емкостной линии тока зарядки. (Изменить 2015-09-22: Зарядный ток сбалансирован при нормальных условиях.) Заземляющий трансформатор дает возможность использовать эти токи нулевой последовательности.
  3. Заземляющий трансформатор будет наиболее привлекательным обратным каналом для любого тока короткого замыкания, возникающего в результате замыкания на землю. Так что это привлекательное место для установки реле обнаружения замыкания на землю.

назначение, принцип действия и конструкция

Один из элементов, используемых для заземления трансформаторов. ЗОН – эта аббревиатура расшифровывается как заземлитель однополюсный для наружных установок. Рассмотрим особенности и порядок применения данного устройства.

Конструкция

Конструкция указанного устройства включает следующие составные элементы:

  • основание,
  • изоляционную колонку,
  • неподвижный контакт,
  • нож.

Для изготовления заземляющего ножа использована алюминиевая труба, соединяемая с валом посредством пластины.

Принцип работы

Принцип действия достаточно прост: при срабатывании разъёмный контакт на конце ножа соединяется со стационарным. Плотность контакта достигается установленной пружиной.

Включение и выключение производится механизированным приводом.

Назначение

Назначение ЗОН состоит в обеспечении заземления нейтралей силовых агрегатов, чтобы предотвратить замыкание на землю. Их применение позволяет предохранить работников от поражения электрическим током, а оборудование – от выхода из строя.

Система заземления

На какие трансформаторы устанавливают ЗОН

Указанные устройства монтируются на силовых трансформаторах, работающих в условиях открытого воздуха и внутри помещения, с напряжением до 110 кВ. В зависимости от разновидности, этот элемент может устанавливаться на оборудовании, предусматривающем наличие дополнительного трансформатора от замыкания на землю или лишённого данной защиты.

Классификация

ЗОН рассчитаны на напряжение 110 кВ, о чём указывает соответствующее числовое обозначение в маркировке. Эти устройства различаются по следующим критериям:

  • предназначении для трансформаторов, имеющих или лишённых защиты от замыкания на землю (I или II исполнение),
  • эксплуатации в условиях холодного или тёплого климата (буквы УХЛ или Т),
  • размещению на улице или внутри помещения (соответственно цифры 1 или 3).

Также производятся модернизированные заземлители и с усиленной изоляцией (дополнительное обозначение соответственно М или Б).

Технические характеристики

Условия эксплуатации заземлителей

Заземлители должны эксплуатироваться в условиях, для которых они предназначены, в зависимости от используемого типа. Обслуживание и ремонт должны выполняться, согласно требованиям руководства по эксплуатации от изготовителя и нормативных документов.

Указанные работы необходимо выполнять с привлечением обученного и аттестованного персонала, соблюдением предусмотренной допускной системы.

Перед подключением оборудования к сети, необходимо выполнить следующие проверки:

  • чистоты и целостности изоляторов;
  • плотности затяжки резьбовых соединений;
  • наличия смазки в соответствующих узлах;
  • достаточности контактного давления.

Предварительно проверяется исправность работы устройства путём выполнения нескольких контрольных включений и отключений.

Техническое обслуживание предусматривает проведение регулярных осмотров его узлов, смазку трущихся деталей, контроль состояния контактов, очистку контактов и остальных элементов. Периодичность обслуживания определяется условиями и интенсивностью эксплуатации, но должна проводиться не реже одного раза в год.

От исправности и технического состояния ЗОН зависит безопасность обслуживающего персонала и целостность силового оборудования.

Заземление трансформаторов ветроэлектростанций

Почему заземления трансформаторов имеют важное значение для крупных ветроэлектростанций

Когда вы думаете о ветряных электростанциях, на ум приходят величественные башни с огромными вращающимися лопастями, охватывающими горизонт. Конструкторы тоже не застрахованы от этого импульса, так как основной упор они делают на размещение, закупку, монтаж и подключение башен, турбин и лопастей. Но многие люди не знают, что такое заземление трансформатора и часто пренебрегают этой составляющей совокупных узлов ветровой станции. Доказательством этого служит тот факт, что на 90% ветряных электростанций покупатели заземляют трансформаторы в течение 60 дней после запуска в эксплуатацию, заново обращаясь к застройщикам. Тем не менее, те, кто пренебрегает адекватным планированием заземления трансформаторов, делают это на свой страх и риск. На самом деле, потери миллионов долларов и большая ответственность основаны на дуговых замыканиях. Таким образом, заземление возглавляет список проблем для тех, кто связан с развитием ветровой энергетики.

Зачем нужно заземление трансформаторов?

Проще говоря, заземление трансформатора обеспечивает соединение с землей незаземленных соединенных в звезду и треугольник устройств. Заземление трансформаторов, как правило, используется для:

  • Обеспечения относительно низкого сопротивления на пути к земле, тем самым сохраняя в системе нейтральный или близкий к нулю потенциал;
  • Передачи на землю предельной величины перенапряжения при коротких замыканиях;
  • Обеспечения источника тока выходом на землю во время замыкания на линии;
  • Обеспечения контакта фаза-нейтраль при заданных нагрузках;

  Если заземляющий контур неисправен или изолирован от системы, то при коротком замыкании  отсутствует путь для обратного тока, так что ток по цепи проходить не будет. Общая система будет продолжать работать, однако, за счет поврежденной линии будет расти напряжение в прогрессии, равной корню квадратному из трех,  пока в результате перенапряжение в изоляции трансформаторов и других сопутствующих узлов не достигнет примерно 173%. Металл-оксидные варисторы (MOV) используемые для подавления скачков/перепадов напряжения (молниеотводы), особенно чувствительны к повреждениям от нагрева в результате токоутечки через блок, даже если повышение напряжения не является достаточным для искрения. Заземление трансформатора обеспечивает току путь к земле для предотвращения таких перегрузок.
Заземления трансформаторов имеют важное значение для крупных ветровых мульти-турбин, где подчас является единственной связью с землей распределительных систем трансформаторных подстанций. Заземление трансформатора, включенное в электрическую цепь турбины, обеспечивает токам путь к земле в случае, если общая линия становится изолированной от системы заземления.
Замыкание на землю кабеля на коллекторе является причиной повреждения контура подстанции, в который включена открытая схема этого кабеля, в результате чего линия источника тока становится изолированной от земли. Турбины не всегда могут обнаружить дефект в линии заземления. В результате генераторы продолжают возбуждать коллектор, и напряжение между поврежденной линией и землей вырастает заметно выше нормальной величины напряжения. В итоге, затраты будут ошеломляющие.
Согласно одному из источников «Ибердрола», мирового лидера в области развития ветроэнергетики, потеря доходов только на одной линии из 10 турбин могут превысить 10 000 $ в день. Учитывая удаленность объекта и стоимость замены оборудования, убытки трансформаторов могут приблизиться к 40 000$ в сутки. Типичная конструкция ветряной электростанции на самом деле слегка аналогична конструкции колесу повозки – ступица и спицы. Наружная часть колеса действует как забор ветрового потока, в центре колеса расположен коллектор, подключенный в электрическую цепь. Спицы – это радиальные линии, к которым подключены каждая из ветровых электростанций. Как правило, каждая линейная цепь турбины должна быть подключена к заземлению трансформатора, как показано на рис. 1.

Подробное устройство

Заземление трансформаторов имеет, как правило, одну из двух конфигураций – соединение  обмоток методом Zn-«зигзаг» (с или без вспомогательной обмотки), или соединение обмоток звездой (Ynd)( с дельта связанной вторичной обмоткой, что может или не может быть использована для подачи дополнительного питания). Обе конфигурации показаны на рис.2.

Современные тенденции в дизайне ветровых электростанций в основном основаны на подключении звездой первичной обмотки с дельта – подключенной вторичной обмоткой. Основываясь на опыте, существует несколько причин того, почему подключение двух обмоток трансформатора к заземлению звездой более популярно, чем зигзагообразное. Это основано на следующих факторах:

  • Несмотря на некоторую неактуальность, 2-обмотки трансформатора оказываются более доступными для замены или обновления.
  • Отсутствие у дизайнеров достаточной базы знаний, необходимой для монтажа зигзагообразных конфигураций, и заставляющая конструкторов опираться на более привычные конфигурации.
  • Ynd – связанная конструкция двух обмоток позволяет дозировано загружать вторичные обмотки, в то время, как зигзагообразная конструкция этого не позволяет.
  • Не все производители предоставляют варианты зигзаг-заземления вниманию потенциальных клиентов, хотя эта конфигурация для них может быть наиболее подходящей.

  Геометрия зигзагообразного подключения гармонично ограничивает третью часть циркуляции тока и может быть использована без дельта-связной обмотки, или для 4- или 5-фазной основной конструкции, обычно используемой для этих целей в распределительных и силовых трансформаторах. Устранение необходимости вторичной обмотки может сделать такой вариант подключения мене дорогим, чем сопоставимое заземление трансформатора с вторичной обмоткой. Кроме того, использование «зигзаг»-контура на трансформаторах обеспечивает заземление с сопротивлением меньше единицы, в то время, как звезда-треугольник с вторичными обмотками обеспечивает такую же последовательность, но с нулевым сопротивлением.
Ynd-подключенное заземление трансформатора, с другой стороны, требует либо дельта-связную вторичную, либо 4- или 5-фазную основную конструкцию для обеспечения пути для обратного тока при несбалансированной нагрузке на основные соединения. Поэтому желательно обеспечить дополнительное питание от заземления вторичной обмотки трансформатора. Для этого предпочтительнее использовать 2-обмоточное, зигзагообразное подключение. К тому же, зигзагообразное заземление трансформатора может быть смонтировано с дополнительными возможностями – это может быть либо звезда, либо дельта-распределение нагрузки.
Прочно обоснованная система использования заземления трансформатора предлагает множество улучшений системы безопасности. Тем не менее, «земли» трансформатора хватает только на токоограничивающую способность резистивной системы заземления. По этой причине в сочетании с заземлением трансформаторов часто используют нейтральные резисторы, способные ограничить величину нейтрального тока замыкания. Значения их сопротивления должны быть определены так, чтобы позволить прохождение на землю потока достаточно высокого тока замыкания для обеспечения надежной работы релейной защиты. И в тоже время, оно должно быть достаточно низким, чтобы ограничить термические повреждения.

Установка заземления трансформатора

При выборе заземления трансформатора для вашей ветряной электростанции, не забудьте рассмотреть следующие основные параметры:

  • Первичное напряжение – это напряжение системы, к которой должно быть подключено заземление. Не забудьте указать импульсный уровень трансформатора (BIL), который определяет способность системы противостоять грозовому перенапряжению. В некоторых случаях BIL из соображений параметров оборудования. Так при напряжении 150 кВ импульсный уровень должен составлять 34,5 кВ из-за ограничения на передние разъемы.
  • Номинальная мощность (кВА) – заземление трансформатора, как правило, предусматривает короткий срок монтажа и меньшую стоимость по сравнению с трансформатором, рассчитанным на длительную эксплуатацию. По этой причине на трансформаторах монтируется заземление часто не соответствующее параметрам номинальной мощности, мотивируя это коротким сроком их непрерывной работы. Независимо, как вы оцениваете параметры, заземления трансформаторов должны быть рассчитаны для проведения непрерывного первичного фазного тока без превышения температурного предела. Эта нагрузка включает в себя ток намагничивания сердечника, емкостный зарядный ток всех кабелей и, при возможности, дополнительную нагрузку. Чем выше это значение, тем больше и дороже трансформатор.
  • Типичные значения постоянного тока могут быть от 5А до величины в несколько сотен ампер. Не забудьте учесть возможность подключения любых вспомогательных нагрузок.
  • Непрерывный нейтральный ток – определяется как в три раза больше фазного тока, или, другими словами, это ток нулевой последовательности. Если система сбалансирована, то он обычно считается равным нулю. Тем не менее, ценность проектирования заземления трансформатора заключается в предвидении утечки в нейтральной цепи без срабатывания защитных схем (которые заставят текущий ток быть равным нулю) или токоутечки на землю, которая не является симметричным действием. Опять же, это значение необходимо проектировать с учетом тепловой мощности заземления трансформатора.
  • Текущие неисправности и их продолжительность. Эти величины необходимы для расчетов короткого время нагрева, что является результатом неисправности в системе и должны быть определены при инженерном исследовании системы. Типовые значения варьируются от несколько сотен ампер до нескольких тысяч ампер с точно выраженной продолжительностью времени в секундах, независимо от цикла. Например, значение в 400 А в течение 10 секунд является типичным. Более продолжительное время уже является критическим параметром для узлов трансформатора. Защитная схема заземления предусмотрена для прекращения работы трансформатора за относительно короткое время (от 5 до 10 сек). С другой стороны, непрерывность или расширение потока нейтрального тока при коротком замыкании не требуется, когда в заземлении трансформатора используется система предупреждения замыкания на землю.
  • Сопротивление. Сопротивление может быть выражено в процентном соотношении или в Ом в значении одной фазы. В любом случае, она должна быть выбрана так, чтобы напряжение не повреждало фазы при замыкании на землю и находилось в пределах возможного временного перенапряжения трансформатора и связанного с ним оборудования, например, разрядников и клеммных соединений. Значения, которые могут варьироваться от самых низких 2,5% до высоких 10%, должны быть обеспечены разработчиком.
  • Контакт первичной обмотки. Вы должны быть уверены, чтобы указать тип основного заземления – либо зигзаг, либо Ynd. Прежде чем принимать решение, рассмотрим факторы, представленные ранее в отношении ситуаций, для которых конкретная конфигурация может быть наиболее подходящей.
  • Вторичное подключение. Укажите параметры вторичного напряжения при подключении в случае необходимости. Кроме того, обязательно нужно учитывать размер вспомогательной нагрузки, которая должна быть подключена либо Zn-звездой, либо иметь подключенную первичную обмотку.

  При выборе 2-обмоточного трансформатора без вторичной нагрузки, установленная дельта-обмотка может быть «похоронена» (то есть, не выведена наружу) или быть просто выведенной наружу для заземления или тестирования.

Важные характеристики и параметры

В дополнение к обсуждаемым проектным характеристикам существует целый ряд других понятий и особенностей, которые необходимо учитывать при монтаже заземления трансформаторов ветровых электростанций.
Посоветуйтесь с поставщиком, какая их двух конструкций главного трансформатора или подстанции оснащена встроенным защитным отсеком.
Подумайте, нужны ли заземления трансформатора и где они будут расположены, на открытом воздухе или в помещении. Потому что даже наружные блоки требуют особого внимания при размещении их рядом с другими структурами.
Выберите конкретный тип жидкости для особого применения. Выбирайте минеральное масло, силикон и натуральные жидкости на комбинированной основе. Рассмотрите варианты подключения и выберите лучший вариант для линии. Варианты варьируются от неподсоединенного и подсоединенного выхода до границы заглубления. Местоположения заглубления может быть определено по крышей или рядом, защищенное или незащищенное.
Возможный предел повышения температуры рассчитан в конструкции и составляет 65 градусов.
Рассмотрите высоту линии во избежание экологических проблем.
Используйте специальные краски только по мере необходимости.
Номинальное напряжение заземленных нейтральных резисторов должно быть равно напряжению на заземляющей линии трансформатора. Текущие параметры и продолжительность должны соответствовать параметрам заземления трансформатора. Не забудьте установить текущие параметры на достаточно высоком уровне, чтобы они были выше зарядного тока кабеля, тока намагничивания заземления трансформатора.

Ещё по теме:

Основание трансформатора

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы

Описание

Основывающиеся трансформаторы используются в служебных распределительных сетях и в некоторой степени электронные конвертеры для того, чтобы обеспечить нейтральную точку в трехпроводной системе. Этот трансформатор является трехфазным 2D извилистым трансформатором с обмоткой 1 и обмоткой 2 соединенных в резком повороте крутого поворота как показано на рисунке ниже.

Рисунок показывает однофазную загрузку, соединенную между фазой C и землей в трехпроводной системе. Ток, который я поглотил загрузкой, возвращается к источнику через землю и нейтральный из основывающегося трансформатора. Из-за связи резкого поворота крутого поворота и противоположных извилистых полярностей верхних и более низких обмоток, основывающийся трансформатор предлагает низкий импеданс в нулевой последовательности при хранении очень высокого импеданса к положительной последовательности. Другими словами, только текущая нулевая последовательность может течь через эти три обмотки. По определению текущая нулевая последовательность является набором трехфазных токов, имеющих ту же величину и фазу. Поэтому нейтральный ток я совместно использую в три равных тока I/3. Поскольку эти три тока, текущие в основывающемся трансформаторе, равны, нейтральная точка остается фиксированной, и фазные напряжения остаются сбалансированными.

Основывающийся трансформатор моделируется тремя 2D извилистыми трансформаторами, имеющими 1:1 отношение напряжения. Примите шесть идентичных обмоток с:

R = сопротивление обмотки
X = извилистые реактивные сопротивления утечки
Rmag, Xmag = находят что-либо подобное сопротивлению и реактивному сопротивлению ветви намагничивания

Импедансом положительной последовательности Z1 и импеданс нулевой последовательности Z0 основывающегося трансформатора дают:

Реактивное сопротивление нулевой последовательности X 0 является самым важным параметром основывающегося трансформатора. Для того, чтобы минимизировать дисбаланс напряжения, реактивное сопротивление, X 0 должен быть сохранен максимально низким.

Трансформаторы заземления | EC&M

Когда вы думаете о ветряных электростанциях, вам, вероятно, приходят на ум образы величественных башен с огромными вращающимися лопастями, пересекающими горизонт. Дизайнеры не застрахованы от этого импульса, поскольку их основное внимание уделяется местоположению, закупке, монтажу и подключению башен, турбин и лопастей. Многие люди не знают, что заземляющий трансформатор часто игнорируется в уравнении ветряной электростанции, о чем свидетельствует тот факт, что 90% заземляющих трансформаторов для ветряных электростанций приобретаются в течение 60 дней после того, как разработчики запросили расценки у поставщиков.Однако те, кто пренебрегает надлежащим планированием заземления трансформаторов, делают это на свой страх и риск. В действительности, миллионы долларов ответственности и убытков могут быть отнесены на счет дугового замыкания на землю, поэтому вопросы, связанные с заземлением, должны быть первыми в списке проблем для любого, кто разрабатывает ветряную электростанцию.

Зачем нужны заземляющие трансформаторы?

Проще говоря, заземляющий трансформатор используется для обеспечения заземления либо незаземленной звезды, либо системы, соединенной треугольником. Трансформаторы заземления обычно используются для:

  • Обеспечьте относительно низкоомный путь к земле, тем самым поддерживая нейтраль системы при потенциале земли или близком к нему.
  • Ограничьте величину переходных перенапряжений при повторном замыкании на землю.
  • Обеспечьте источник тока замыкания на землю во время замыканий на землю.
  • При необходимости разрешите подключение нагрузок между фазой и нейтралью.

Если одиночное замыкание на землю происходит в незаземленной или изолированной системе, обратного пути для тока короткого замыкания не существует, поэтому ток не течет. Система продолжит работу, но на двух других исправных линиях напряжение возрастет на квадратный корень из трех, что приведет к перенапряжению изоляции трансформатора и других связанных компонентов в системе на 173%.Металлооксидные варисторы (MOV), твердотельные устройства, используемые для подавления скачков / скачков напряжения (грозозащитные разрядники), особенно чувствительны к повреждению от нагрева из-за утечки через блоки, даже если повышения напряжения недостаточно для пробоя. Трансформатор заземления обеспечивает заземление для предотвращения этого.

Трансформаторы заземления необходимы для больших ветряных электростанций с несколькими турбинами, где трансформатор подстанции часто является единственным источником заземления для распределительной системы.Заземляющий трансформатор, размещенный на турбинной колонне, обеспечивает путь заземления на случай, если колонна станет изолированной от земли системы.

Когда замыкание на землю на коллекторном кабеле вызывает размыкание автоматического выключателя подстанции для этого кабеля, гирлянда ветряной турбины становится изолированной от источника заземления. Турбины не всегда обнаруживают эту неисправность или тот факт, что колонна изолирована и не заземлена. В результате генераторы продолжают подавать питание на коллекторный кабель, и напряжение между исправными кабелями и землей поднимается намного выше нормального значения напряжения.В результате затраты могут быть ошеломляющими.

Согласно одному источнику в Iberdrola, мировом лидере в области развития ветроэнергетики, потеря дохода только для цепочки из 10 турбин может превысить 10 000 долларов в день. С учетом демонтажа и замены стоимость оборудования может приблизиться к дополнительным 40 000 долларов на трансформатор. Типичная конфигурация ветряной электростанции на самом деле в некоторой степени аналогична колесу каретки с кольцом, ступицей и спицами. Наружное кольцо колеса похоже на забор вокруг ветряной электростанции, а ступица в центре - это место, где расположен коллектор, который подключается к сети.Спицы - это радиальные линии, на которых расположена каждая ветряная турбина. Обычно каждая радиальная колонна турбин подключается к заземляющему трансформатору, как показано на рис. , рис. 1, . Рис. 1. Эта типичная конфигурация ветряной электростанции показывает расположение различных типов трансформаторов

Правильная конструкция

Заземляющие трансформаторы обычно имеют одну из двух конфигураций: обмотка, соединенная зигзагом (Zn) (со вспомогательной обмоткой или без нее), или обмотка, соединенная звездой (Ynd) (с соединенной треугольником вторичной обмоткой, которая может или не может использоваться для подачи вспомогательного питания).Оба устройства показаны на рис. 2 . Рис. 2. Два основных типа конфигураций заземляющего трансформатора - зигзагообразная (а) и звезда (б).

Текущая тенденция в проектировании ветряных электростанций направлена ​​на соединение первичной обмотки звездой с вторичной обмоткой треугольником. Исходя из нашего опыта, есть несколько причин, по которым 2-обмоточные заземляющие трансформаторы, соединенные звездой, кажутся более популярными, чем конструкции с зигзагообразной схемой. К ним относятся:

  • Хотя на самом деле это не так, двухобмоточные трансформаторы считаются более доступными для замены или модернизации.
  • Отсутствие знакомства с основами дизайна, необходимыми для зигзагообразной конфигурации, означает, что дизайнеры склонны прибегать к более знакомой конфигурации.
  • Конструкция с двумя обмотками, соединенная звездой, позволяет использовать вторичную нагрузку и дозирование, в то время как зигзагообразная конструкция - нет.
  • Не все производители предоставляют потенциальным клиентам зигзагообразные варианты заземления, даже те, для кого такая конфигурация может быть наиболее подходящей.

Зигзагообразная геометрия соединения полезна для ограничения циркуляции третьей гармоники и может использоваться без обмотки, соединенной треугольником, или без 4- или 5-стержневой конструкции сердечника, обычно используемой для этой цели в распределительных и силовых трансформаторах.Устранение необходимости во вторичной обмотке может сделать этот вариант менее дорогим и компактным по сравнению с аналогичным двухобмоточным заземляющим трансформатором. Кроме того, использование зигзагообразного трансформатора обеспечивает заземление с помощью меньшего по размеру блока, чем двухобмоточный трансформатор звезда-треугольник, который обеспечивает такое же полное сопротивление нулевой последовательности.

С другой стороны, заземляющие трансформаторы, соединенные звездой, требуют либо вторичной обмотки, соединенной треугольником, либо применения конструкции сердечника с 4 или 5 выводами для обеспечения пути обратного потока для несимметричной нагрузки, связанной с этим соединением первичной обмотки.Поскольку часто желательно подавать вспомогательное питание от вторичной обмотки заземляющего трансформатора, это преимущество может сделать предпочтительным использование двухобмоточного заземляющего трансформатора вместо зигзагообразного соединения. Как зигзагообразные, так и двухобмоточные заземляющие трансформаторы могут быть сконструированы с возможностью вспомогательного питания - это может быть нагрузка, подключенная по схеме "звезда" или "треугольник".

Система с глухим заземлением, использующая заземляющий трансформатор, предлагает много улучшений безопасности по сравнению с незаземленной системой.Однако одному заземляющему трансформатору не хватает токоограничивающей способности резистивной системы заземления. По этой причине резисторы заземления нейтрали часто используются вместе с трансформатором заземления для ограничения величины тока замыкания на землю нейтрали. Их значения в омах должны быть указаны для обеспечения достаточно высокого протекания тока замыкания на землю для обеспечения надежной работы оборудования релейной защиты, но достаточно низкого для ограничения теплового повреждения.

Определение заземляющего трансформатора

При выборе заземляющего трансформатора для своей ветроэлектростанции обязательно учитывайте следующие ключевые параметры:

Первичное напряжение - это напряжение системы, к которому должна быть подключена заземленная обмотка.Не забудьте указать базовый импульсный уровень трансформатора (BIL), который измеряет его способность выдерживать удары молнии. В некоторых случаях BIL будет определяться соображениями оборудования, такими как номинальные значения BIL 150 кВ на ветряных электростанциях 34,5 кВ из-за ограничения на мертвые передние соединители.

Номинальный киловольт-ампер (кВА) - Поскольку заземляющий трансформатор обычно является кратковременным устройством, его размер и стоимость меньше по сравнению с непрерывным трансформатором с такой же мощностью, как в кВА.По этой причине заземляющие трансформаторы часто рассчитываются не по кВА, а по номинальным значениям постоянного и кратковременного тока. Независимо от того, как вы его оцениваете, заземляющий трансформатор должен иметь номинальный постоянный ток первичной фазы без превышения его температурного предела. Эта нагрузка включает ток намагничивания сердечника, ток емкостной зарядки для кабелей и любую вспомогательную нагрузку, если применимо. Чем выше это значение, тем больше и дороже трансформатор. Типичные значения непрерывного тока могут быть от 5 А до нескольких сотен.Обязательно укажите дополнительные требования к загрузке.

Непрерывный ток нейтрали - Постоянный ток нейтрали определяется как трехкратный фазный ток или, другими словами, ток нулевой последовательности. Обычно это считается равным нулю, если система сбалансирована. Однако для целей проектирования заземляющего трансформатора это значение, которое, как ожидается, будет течь в нейтральной цепи без отключения защитных цепей (что приведет к нулевому току) или ток утечки на землю, который не является симметричной функцией. .Опять же, это значение необходимо для расчета тепловой мощности заземляющего трансформатора.

Ток и продолжительность повреждения - Это значение необходимо для расчета кратковременного нагрева, возникающего в результате неисправности в системе, и его следует определять на основе инженерного исследования системы. Типичные значения варьируются от нескольких сотен ампер до нескольких тысяч ампер, при этом продолжительность выражается в секундах, а не в циклах. Например, обычно значение 400А в течение 10 секунд. Продолжительность повреждения является критическим параметром для разработчика трансформатора.Если в схемах защиты используется заземляющий трансформатор для функций отключения, указывается относительно короткое время (от 5 до 10 секунд). С другой стороны, если заземляющий трансформатор используется в схеме сигнализации замыкания на землю, потребуется постоянная или увеличенная продолжительность тока замыкания на землю.

Импеданс - Импеданс может быть выражен в процентах или в омах на фазу. В любом случае его следует выбирать таким образом, чтобы напряжения фаз в исправном состоянии во время замыкания на землю были в пределах допустимого временного перенапряжения трансформатора и связанного с ним оборудования, такого как разрядники и клеммные соединители.Значения, которые могут варьироваться от 2,5% до почти 10%, должны быть предоставлены разработчиком системы.

Соединение первичной обмотки - Обязательно укажите тип первичного соединения: зигзагообразный или заземленный. Прежде чем принимать решение, рассмотрите ранее обсуждавшиеся факторы, касающиеся ситуаций, для которых конкретная конфигурация может быть наиболее подходящей.

Вторичное соединение - укажите вторичное напряжение и соединение, если применимо.Кроме того, обязательно учитывайте размер вспомогательной нагрузки, подключаемой для первичных обмоток, соединенных Zn или звездой.

Если имеется вариант использования двухобмоточного трансформатора без вторичной нагрузки, определите, можно ли «заглубить» дельта-обмотку (то есть не вывести), или только один изолятор должен быть выведен для заземления в резервуар или тестирование.

Важные функции и опции

В дополнение к обсуждаемым конструктивным характеристикам существует ряд других соображений или особенностей, которые вы должны учитывать при создании заземляющих трансформаторов для ветряной электростанции.

  • Сообщите поставщику, нужен ли вам трансформатор, устанавливаемый на подставке, со встроенным отсеком, защищенным от несанкционированного доступа, или конструкция подстанции.
  • Подумайте, будет ли заземляющий трансформатор размещен на улице или в помещении. Даже наружные блоки требуют особого внимания при размещении рядом с другими конструкциями.
  • Выберите подходящий тип жидкости для конкретного применения. Варианты включают минеральное масло, силикон и жидкость на основе натуральных эфиров.
  • Обдумайте варианты подключения и выберите лучший для сайта.Опции варьируются от глухих передних, живых передних и лопаточных терминалов. Расположение клемм может быть под крышкой или на боковой стенке, открыто или закрыто.
  • Повышение температуры предполагается равным 65 ° C - при необходимости скорректируйте конструкцию.
  • Примите во внимание высоту участка или любые особые экологические проблемы.
  • Специальная краска по мере необходимости.
  • Резисторы заземления нейтрали - Номинальное напряжение NGR должно быть равно напряжению линии заземляющего трансформатора на землю.Номинальный ток и продолжительность должны соответствовать номинальным характеристикам заземляющего трансформатора. Не забудьте установить достаточно высокий номинальный ток, чтобы он превышал ток зарядки кабеля и ток намагничивания заземляющего трансформатора.

Дикинсон - директор по развитию нового бизнеса в Pacific Crest Transformers, Медфорд, штат Орегон. С ним можно связаться по адресу [email protected]

Трансформатор заземления | Трансформатор развязки заземления

Скачать Распечатать PDF

Если у вас есть система распределения, соединенная треугольником или незаземленной звездой, где требуется путь заземления нейтрали через специальный трансформатор заземления нейтрали или трансформатор изоляции заземления… Olsun Electrics может это сделать!

Olsun может спроектировать, изготовить и поставить трансформатор заземления нейтрали сухого типа или трансформатор изоляции заземления в конфигурации Zig Zag или Two Winding для вашего конкретного применения.

Конфигурация зигзагообразного трансформатора Конфигурация с двумя обмотками

Правильно спроектированный и установленный заземляющий трансформатор защитит изолированную трехфазную систему в случае замыкания линии на землю, обеспечивая путь с низким импедансом к земле для протекания токов замыкания на землю, предотвращая повышение напряжения в неповрежденных фазах. и при необходимости обеспечить подключение нагрузок между фазой и нейтралью.

От

до укажите коммерческое предложение или для разработки и производства необходимого изолирующего трансформатора заземления, Olsun Electrics требует определенных приложений и системных данных.

Пожалуйста, уделите немного времени и воспользуйтесь приведенным ниже «Контрольным списком», чтобы собрать следующие (13) основные части информации о заземляющем трансформаторе:

  1. Конфигурация обмотки; либо зигзагообразный, либо двухобмоточный.
  2. Напряжение (я) и BIL; Линейное значение системы, к которой должен быть подключен заземляющий трансформатор.Если требуется двухобмоточный заземляющий трансформатор, необходимо также обеспечить вторичное напряжение.
  3. Постоянный ток нейтрали.
  4. Доступный в системе ток короткого замыкания нейтрали и продолжительность; пример 500 ампер в течение 10 секунд, 4000 ампер в течение 2 секунд.
  5. Полное сопротивление нулевой последовательности процентов.
  6. Полное сопротивление каждой фазы Ом.
  7. Сопротивление каждой фазы Ом.
  8. Соотношение X / R; обычно значение> 4.0.
  9. Особые условия применения; т.е. 2000 MASL и т. Д.
  10. Конструкция корпуса или предпочтительное обозначение NEMA; т. Е. С высокой степенью защиты, с установкой на подкладке, стандартной вентилируемой или подстанционной конструкцией, особого цвета окраски и т. Д.
  11. Предпочтение подключения терминала; т.е. глухой фронт, активный фронт, обычные клеммы и т. Д.
  12. Материал обмотки; CU, если не указано иное.
  13. Повышение температуры трансформатора; 150 ° C, если не указано иное.

ВНИМАНИЕ! Возможно, вы заметили, что «кВА» не является одним из запрашиваемых параметров. Изолирующие трансформаторы заземления иногда обозначаются как кВА, но технически на них не следует ссылаться, если они не обеспечивают вспомогательное питание каким-либо образом.

Трансформатор заземления нейтрали в общепринятом смысле должен быть «помечен» на основе постоянного тока системы и тока короткого замыкания, на которые он рассчитан.

Скачать печать PDF

Реализовать трехфазный заземляющий трансформатор, обеспечивающий нейтраль в трехпроводном исполнении. система

Описание

Трансформаторы заземления используются в коммунальных распределительных сетях и в некоторых энергосистемах. электронные преобразователи для обеспечения нейтральной точки в трехпроводной системе.Этот Трансформатор представляет собой трехфазный двухобмоточный трансформатор, в котором обмотка 1 и обмотка 2 соединены между собой. зигзагом, как показано на рисунке ниже.

На рисунке показана однофазная нагрузка, подключенная между фазой C и землей по трехпроводной схеме. система. Ток I , поглощаемый нагрузкой, возвращается к источнику через заземление и нейтраль заземляющего трансформатора. Из-за зигзагообразного соединения и с противоположной полярностью верхней и нижней обмоток заземляющий трансформатор обеспечивает низкий импеданс в нулевой последовательности при сохранении очень высокого импеданса в прямой последовательности.В Другими словами, через три обмотки может протекать только ток нулевой последовательности. По определению ток нулевой последовательности - это набор трехфазных токов, имеющих одинаковую величину и фазу. Следовательно, ток нейтрали I делится на три равных тока. I / 3 . Поскольку три тока, протекающие в заземляющем трансформаторе, равны равны, нейтральная точка остается фиксированной, а линейные напряжения остаются сбалансированными.

Заземляющий трансформатор моделируется тремя двухобмоточными трансформаторами с напряжением 1: 1. соотношение.Предположим шесть одинаковых обмоток с:

R = сопротивления обмоток
X = реактивные сопротивления утечки обмоток
Rmag , Xmag = параллельное сопротивление и реактивность ветви намагничивания

Импеданс прямой последовательности Z 1 и полное сопротивление нулевой последовательности Z 0 заземления трансформатора задаются по формуле:

Z1 = R1 + jX1 = 3jRmagXmag (Rmag + Xmag) Z0 = R0 + jX0 = 2 (R + jX).

Реактивное сопротивление нулевой последовательности X 0 является наибольшим важный параметр заземляющего трансформатора. Чтобы свести к минимуму разбаланс напряжений, реактивное сопротивление X 0 должно быть как можно более низким.

Трансформаторы заземления

Трансформаторы заземления предназначены для создания искусственной нейтральной точки для незаземленных трехфазных систем электроснабжения.

Во время замыканий на землю заземляющие трансформаторы обеспечивают легкий путь к замыканиям на землю, тем самым ограничивая токи замыкания и переходные перенапряжения.

Заземляющие трансформаторы обычно проводят ток короткого замыкания на землю до тех пор, пока автоматический выключатель не устранит неисправность. Поэтому у них краткосрочные рейтинги.

Номинальная мощность заземляющего трансформатора в кВА зависит от нормального линейного напряжения и значения тока короткого замыкания в течение определенного времени, например от секунд до минут.

Технические характеристики
Типы Сухой или масляный [ZN (зигзаг), ZNyn, YNd (открытый), Ii0]
Напряжение до 36 кВ
Текущий до 3000 А *
Дежурный (секунды) 10/30/60 или другие
Метод охлаждения

ОНАН, ОНАФ

АН, АФ

Частота 50 Гц / 60 Гц
Установка Внутренний / Открытый
Температура окружающей среды от -30 ° C до 55 ° C *
Стандарты

МЭК 60076-6

МЭК 60076-1

Варианты корпуса Шкафы трансформаторные на любую степень защиты IP:

- КТ

- VT

- Разъединитель

* Для получения более высоких значений проконсультируйтесь с заводом-изготовителем.

Заземление или трансформатор заземления нейтрали | Electricalunits.com


Когда трансформатор используется с целью обеспечения нейтральной точки для заземления в системе, где нейтральная точка трехфазной системы недоступна или где трансформаторы или генераторы соединены треугольником, такой тип трансформатора называется заземлением. или трансформатор заземления нейтрали.

Заземляющий трансформатор или трансформатор заземления нейтрали может быть двухобмоточным с зигзагообразно соединенной первичной и вторичной звездой, или трехфазным автотрансформатором с одной обмоткой и соединенными между собой звездой или зигзагом. Трансформатор заземления представляет собой трансформатор с трехрядным сердечником, имеющий две одинаково сбалансированные обмотки на каждом сердечнике. Один набор обмоток подключается в прямом направлении, чтобы обеспечить нейтральную точку. Другие концы этого набора обмоток подключены ко второму набору обмоток, как показано на рисунке.

Распределение токов в различных обмотках заземляющего трансформатора от одной линии до состояния замыкания на землю на фазе B показано на рис. Ток замыкания на землю, протекающий по земле, возвращается в энергосистему через точку заземления нейтрали заземляющего трансформатора. Он делится поровну на все три фазы. Из рисунка видно, что токи в двух обмотках одного плеча текут в противоположных направлениях. Следовательно, магнитный поток, создаваемый токами в двух обмотках, нейтрализует друг друга.Не возникает блокирующего эффекта, препятствующего прохождению тока короткого замыкания.

Заземляющие трансформаторы

зигзагообразного типа спроектированы на основе номинальных нормальных токов, когда на выводах трансформатора применяется сплошная одиночная линия на землю. Обычно номинальный ток заземляющего трансформатора выбирается равным номинальному току полной нагрузки самого большого генератора или трансформаторного блока. Номинальная мощность трехфазного заземляющего трансформатора в кВА является произведением нормального напряжения между фазой и нейтралью (КВ) и тока нейтрали в амперах, которые трансформатор рассчитан выдерживать в условиях неисправности в течение определенного времени.Два наиболее распространенных интервала времени, определяемых для продолжительности тока замыкания на землю, составляют 30 и 60 секунд. Если условия системы или применяемая защитная система не гарантируют, вполне достаточно указать рейтинг только для 30 секунд.




Недавнее сообщение

Пробный тест энергосистемы и практический документ по MCQ: Мок-тест энергосистемы и практические материалы по MCQ были подготовлены командой по электрике для студентов-электриков.В каждом документе размещено 10 номеров Power System MCQ. И результат появится после подачи документа по энергосистеме.

Подробнее ...

Вопрос с множественным выбором (MCQ) электроники стр. 17: 241. Какое из следующих утверждений верно? а) Напряжение насыщения V CF кремниевого транзистора больше, чем у германиевого транзистора. б) Напряжение насыщения V CE для германиевого транзистора больше, чем у кремниевого транзистора.c) Напряжение насыщения V CE для кремниевого транзистора такое же, как и для германия. г) Напряжение насыщения V CE для кремниевого транзистора ниже, чем для германиевого транзистора.

Подробнее ...

Вопрос с множественным выбором (MCQ) для электроники стр. 16: 226. Какое из следующих утверждений является правильным? а) Внутренние электроны всегда присутствуют в полупроводнике. б) Связанные электроны всегда присутствуют в полупроводнике.в) Свободные электроны всегда присутствуют в полупроводнике. г) Внутренние и связанные электроны всегда присутствуют в полупроводнике.

Подробнее ...
Служба поддержки программного обеспечения

SKM - Моделирование трансформатора зигзагообразного заземления

На следующем рисунке представлена ​​паспортная табличка трансформатора заземления зигзагообразно:

Информация, которую мы будем использовать:
Номинальная мощность кВА: 160
Напряжение: 7200
Ом / фаза: 13,2
Непрерывный нейтральный ток: 42

Коэффициент X / R трансформатора - это другая информация, не указанная на паспортной табличке.Это значение необходимо принять, если оно не может быть предоставлено производителем.

Поместите двухобмоточный трансформатор на однолинейный чертеж и дважды щелкните по нему, чтобы открыть редактор компонентов. Введите номинальное значение кВА (160), конфигурацию подключения (первичный - заземленный звездой, а вторичный - треугольник) и введите первичное и вторичное напряжения (7200 для обоих). Если напряжения были определены для линии и нагрузки, то это напряжение будет отображаться (7200) серым цветом. После ввода этих значений будет отображаться значение тока полной нагрузки (12.8). Теперь должен появиться редактор компонентов, как показано:

Необходимо выполнить две настройки. Установите тип трансформатора на зигзагообразный и отрегулируйте значение полной нагрузки, кВА. На паспортной табличке указано, что постоянный ток нейтрали составляет 42. Разделите это значение на 3, что равняется 14. Это номинальная допустимая нагрузка трансформатора, основанная на его номинальной мощности при полной нагрузке, кВА. Если это значение установлено на 180 кВА, то допустимая нагрузка трансформатора будет 14,4 ампер. (См. Снимок экрана ниже)

Информация, необходимая в Subview Impedance Impedance, требует нескольких шагов и расчетов.Первый набор вычислений заключается в решении для Ro и Xo. Для этого мы воспользуемся некоторыми инструментами и калькуляторами. Для первого шага мы используем значение 13,2 Ом на фазу, указанное на паспортной табличке, в качестве «сырого» импеданса и отношения X / R трансформатора. Если у нас нет этой информации, мы примем соотношение из библиотеки. Обратитесь к нижней части FAQ, чтобы использовать информацию библиотеки для расчета отношения X / R. В этом примере мы будем использовать X / R 1,6. Перейдите в Subview импеданса трансформатора и нажмите кнопку калькулятора% Z и X / R (см. Ниже)

Введите 13.2 (Ом) в поле% Z и 1,6 в поле X / R и нажмите OK.

Ro - 6,996, а Xo - 11,1936, что выражается в омах.

Ro% и Xo% - это информация, используемая для ввода в Subview импеданса трансформатора. В данном случае они равны 2,1593 и 3,4548 (% округлено).

На этом завершается ввод данных Зигзагообразного трансформатора заземления.

Использование информации библиотеки для расчета отношения X / R «SWAG»

Откройте библиотеку PTW и перейдите в раздел «Трансформатор».Выбирайте двухобмоточный трансформатор, характеристики которого близки к определяемому блоку. В приведенном выше примере модуль Square D был выбран из библиотеки.

Поскольку не существует номинальной мощности 160 кВА, используйте ближайшую из 150. Отношение X / R составляет% j Xzero, уменьшенное на% Rzero (2,9 / 1,8). В результате получается значение 1,6, которое использовалось в приведенном выше примере.

Примечание: прилагается еще один образец паспортной таблички заземляющего трансформатора

Заземляющие трансформаторы Aktif Group

Способ заземления электрической системы - важное решение для системы производства и распределения электроэнергии.Общепринято, что нейтральная точка системы должна быть заземлена.

Назначение заземления системы:

  • Для контроля напряжения системы относительно земли в предсказуемых пределах,
  • Обеспечить прохождение тока, которое позволит обнаружить нежелательное (например, короткое замыкание) соединение между фазами системы и землей и, таким образом, отключить источник напряжения (например, трансформатор или генератор) из системы.
  • Существует несколько методов и критериев заземления системы.

У каждого свое предназначение, преимущества и недостатки.

Способы заземления нейтрали

Основные методы заземления нейтрали системы:

следует;

1. Незаземленная система (без преднамеренного заземления)

2. Система с заземлением нейтрали через сопротивление

2.1. Заземление низкоомное

2.2. Заземление с высоким сопротивлением

3. Система с заземлением нейтрали через реактивное сопротивление (катушка)

4.Система с заземлением нейтрали через катушку Peterson

(Резонансное заземление)

5. Система с глухим заземлением

6. Система заземления через трансформатор

6.1. Система с заземлением нейтрали через однофазный трансформатор и резистор

6.2. Получите нейтраль системы с Ziz-zag Transformer

6.3. Получите нейтраль системы с трансформатором звезда-треугольник

6.4. Получите системную нейтраль с помощью Wye-Open Delta

Система с заземлением нейтрали через однофазный трансформатор и резистор

В этой системе совместно используются однофазный заземляющий трансформатор и заземляющий резистор нейтрали.Эта система особенно подходит для заземления генераторов. Поскольку эта система обычно ведет себя как незаземленная система, но ограничивает ток короткого замыкания при замыкании фазы на землю. Первичная обмотка заземляющего трансформатора подключена к нейтральной обмотке системы, а резистор заземления нейтрали подключен к вторичной обмотке

. Трансформатор заземления

. В этой системе ток короткого замыкания обычно ограничивается током замыкания менее 15 А на первичной стороне заземляющего трансформатора.Продолжительность неисправности обычно составляет 1 минуту. Таким образом, система функционирует как заземление нейтрали с высоким сопротивлением. Значение первичного напряжения заземляющего трансформатора соответствует напряжению фаза-нейтраль системы. Значение вторичного напряжения обычно составляет 240 В, 120 В. Таким образом, сопротивление заземления нейтрали выгодно с точки зрения объема и, следовательно, цены, поскольку оно будет производиться при низком напряжении, которое является вторичным значением заземляющего трансформатора. , а не напряжение системы фаза-нейтраль.

Получите нейтраль системы с трансформатором Ziz-zag

В случае подключенных по схеме треугольника систем без нейтральной точки или если нейтральная точка не может быть достигнута каким-либо образом, заземляющий трансформатор используется для создания произвольной нейтральной точки, и система может быть заземлена через эту нейтральную точку. Большинство заземляющих трансформаторов рассчитаны на ток короткого замыкания менее 1 мин (обычно 10 с), поэтому они намного меньше по размеру, чем обычный трехфазный трансформатор с постоянным номиналом, с тем же номиналом и дешев.Одним из таких заземляющих трансформаторов является зигзагообразный трансформатор .

В зигзагообразных трансформаторах фазы состоят из 6 обмоток, и 2 обмотки на фазу подключены к обратной фазе для обеспечения высокого сопротивления фазным токам. Однако полное сопротивление трансформатора для напряжений нулевой последовательности низкое, что позволяет протекать большим токам замыкания на землю. Трансформатор делит ток замыкания на землю на три равные составляющие; эти токи синфазны друг с другом и протекают по трем обмоткам заземляющего трансформатора.Зигзагообразные трансформаторы не имеют вторичной обмотки, и нейтральная точка получается потому, что обмотки соединены по схеме звезды. Эту нейтральную точку можно заземлить через резистор.

Получите нейтраль системы с трансформатором звезда-треугольник

Трехфазный трансформатор или блок трансформаторов, подключенный по схеме звезда-треугольник, также можно использовать для заземления системы. Обмотки первичной фазы подключаются к фазам системы, а нейтральная точка подключается напрямую или через сопротивление к земле.

Соединение треугольником должно быть замкнуто, чтобы обеспечить путь для тока нулевой последовательности, а номинальное напряжение треугольника выбирается для любого стандартного значения. Когда происходит замыкание фазы на нейтраль, ток замыкания ограничивается суммой реактивного сопротивления утечки трансформатора и сопротивления нейтрали, поскольку трансформатор имеет нулевую последовательность в первичных обмотках звезды, а вторичный треугольник представляет собой замкнутую последовательную цепь.

  • Номинальное напряжение звездообразной обмотки не должно быть ниже нормального линейного напряжения системы.
  • Заземляющий трансформатор
  • звезда-треугольник следует подключать между вторичными выводами силового трансформатора системы и главным выключателем как можно ближе к силовому трансформатору.
  • Если в системе более одного силового трансформатора, для
  • необходимо подключить отдельный заземляющий трансформатор.
  • каждый. Однако следует убедиться, что в одной секции системы имеется только один заземляющий трансформатор.
Получите нейтраль системы с треугольником со звездочкой и открытым треугольником

В этом случае нейтраль первичной обмотки заземляющего трансформатора с разомкнутым треугольником соединена напрямую с землей.Ограничительный резистор подключен к открытым концам вторичных обмоток, соединенных треугольником. Когда в системе происходит фазное замыкание на землю, это сопротивление ограничивает ток в замкнутых вторичных обмотках треугольником. Таким образом ограничивается ток короткого замыкания в первичных обмотках заземляющего трансформатора.

Завод по производству заземляющих трансформаторов

Трансформаторы заземления нейтрали Aktif производятся в Измире. Завод по производству трансформаторов имеет закрытую территорию площадью 3500 квадратных метров общей площадью 5500 квадратных метров.Завод по производству трансформаторов оснащен новейшим высокотехнологичным оборудованием для поддержания высокой эффективности и соблюдения высоких стандартов качества. Aktif производит высококачественные трансформаторы заземления нейтрали мирового класса.

Этапы производства
Магнитный сердечник

Трансформатор - это электрическое устройство, которое передает энергию между двумя или более цепями посредством электромагнитной индукции. Изменяющийся ток в первичной обмотке трансформатора создает изменяющееся магнитное поле в сердечнике, и это изменяющееся магнитное поле индуцирует изменяющееся напряжение во вторичной обмотке.Для лучшей передачи энергии каждый сердечник трансформатора изготовлен из холоднокатаной листовой электротехнической стали с ориентированными зернами и низкими потерями. Наши сердечники обеспечивают минимальный уровень шума и потерь с равномерным распределением потока по всей магнитной цепи.

Обмотки низкого и высокого напряжения

В соответствии с требованиями заказчика обмотки низкого и высокого напряжения изготовлены из меди и алюминия

проводников.Обмотки НН изготавливаются из проводов или фольги с бумажной изоляцией. Обмотки ВН изготавливаются из эмалированных проводов или проводов с бумажной изоляцией. Все компоненты изоляции изготовлены из изоляционной плиты электротехнического качества; обработаны для обеспечения электрической и механической стабильности при любых температурах при эксплуатации. Высокотехнологичные намоточные машины и производство с участием высококвалифицированных специалистов гарантируют, что каждая обмотка способна выдерживать чрезмерные осевые нагрузки, которые могут возникнуть из-за внешних источников.

Бак и верхняя крышка

Баки трансформатора изготавливаются из низкоуглеродистой стали, сваренной электрически. Охлаждение - гофрированные стенки или радиаторы, электросварные и испытанные независимым давлением. Металл предварительно обрабатывается пескоструйной очисткой, а затем сразу же покрывается высокопроизводительной промышленной лаковой краской, подходящей для высококоррозионных сред. Эта отделка разработана для обеспечения максимальной долгосрочной защиты в прибрежных, промышленных и обычных средах во всем мире с подходящей термостойкостью и маслостойкостью.

Процесс сушки и окончательная сборка

Готовые сердечники катушек сушатся в термостатируемых вакуумных печах, помещаются в бак трансформатора и заполняются маслом под вакуумом. Затем следует регулировка давления масла. После завершения заправки трансформатор готов к испытаниям.

Тест

Aktif проводит все стандартные, типовые и специальные испытания в соответствии со стандартом IEC EN 60076-1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *