Gid pou transfòmatè Zig-Zag

 

Gid sa a bay yon apèsi konplè sou transfòmatè zigzag-espesyal-konfigirasyon likidasyon ki itilize lajman pou mete tè, alèjman Harmony, amelyorasyon kalite pouvwa, ak konvèsyon pouvwa AC-dc nan sistèm elektrik modèn. Gid la kouvri prensip fondamantal operasyon, karakteristik teknik, konsiderasyon konsepsyon, konparezon ak plan altènatif baz, ak senaryo aplikasyon detaye ki gen ladan sistèm net baz, anile Harmony, ak sistèm konvèsyon pouvwa entegre. Gid la gen ladan tou konsiderasyon pratik pou seleksyon, gwosè, pwoteksyon ak konfòmite ak estanda ki enpòtan tankou IEEE C57.105 ak IEC 60076.

Sistèm elektrik modèn twa-faz yo souvan opere ak delta-segondè transfòmatè ki konekte, ki manke yon pwen net natirèl pou rezon ki fè tè. An jeneral, twa-sistèm faz- ki pa chita sou konfigirasyon delta oswa lòt sous-prezante gwo defi operasyonèl, tankou absans yon referans tè defini, risk pou yo depase vòltaj pasajè pandan liy-a-fot tè, ak difikilte nan deteksyon ak lokalizasyon fay. Transfòmatè zig-zag (ki rele tou transfòmatè -konekte oswa transfòmatè tè) pou rezoud pwoblèm sa yo.

Yon transfòmatè zig zag se yon transfòmatè espesyal-ki gen yon konfigirasyon likidasyon kote chak pwodiksyon se sòm vektè de faz ki konpanse pa 120 degre. Chak manm nwayo mayetik divize an de seksyon likidasyon ki blese nan direksyon opoze, epi bobin yo konekte atravè diferan faz pou kreye yon efè anilasyon pou kouran balanse pandan y ap pèmèt zewo -kouran sekans koule lib atravè koneksyon net la.

Pandan ke baz net se aplikasyon ki pi enpòtan, transfòmatè zig-zag yo te evolye nan yon platfòm versatile ki sèvi plizyè fonksyon: bay yon chemen ki ba-enpedans pou kouran tè-, siprime amonik triple, balanse kouran chaj, epi sèvi kòm yon eleman entegral nan sistèm konvèsyon pouvwa AC inifye.

 

 

 

Malgre ke aranjman entèn la ka parèt konplike, prensip fonksyònman an fondamantalman gouvène pa lwa Ampere a -balans mayetik atravè likidasyon sou menm nwayo a dikte ke aktyèl k ap koule nan yon likidasyon dwe akonpaye pa kouran korespondan nan lòt likidasyon an sou manm sa a.

2.2 Analiz Kouran Kouran Anba Kondisyon Fay

Pou apresye ki jan zewo-kouran sekans yo aktive, konsidere yon liy-a-fay tè sou yon faz nan yon sistèm otreman san tè. Aranjman likidasyon kwa-konekte a kreye yon chemen pwopagasyon aktyèl ki depandan. Kouran k ap koule soti nan pwen net la atravè likidasyon anba faz A a pase nan likidasyon anwo faz C sou koneksyon griy la. Sa a pwovoke yon aktyèl korespondan nan likidasyon anba faz C, ki an vire pwopaje nan kadriyaj la nan faz B. Sekans nan kontinye enplike tout twa faz. Obsèvasyon kritik la se ke tout kouran ki nan anwoulman anwo yo, anba enroule yo, ak koneksyon tè a an faz youn ak lòt, san okenn anbigwite idantifye yo kòm kouran sekans zewo-.

Sòm kouran zewo-sekans sa yo atravè tout twa faz yo egal kouran total fay tè a.. Anba kondisyon nòmal operasyon balanse, faz-deplase vòltaj yo anile, epi sèlman yon ti kouran eksitan sikile. Se sèlman nan kondisyon dezekilib -tankou fay tè oswa chaj dezekilib-ke zewo-kouran sekans ka koule nan transfòmatè a.

2.3 Karakteristik enpedans

Anba operasyon nòmal, transfòmatè zig-zag la prezante gwo enpedans nan kouran sekans pozitif- ak negatif-, sa ki fè li esansyèlman envizib nan sistèm elektrik la pandan kondisyon balanse. Pou kouran sekans zewo-, sepandan, transfòmatè a prezante enpedans ba, efektivman kout-sikwi net la a tè pou kouran fay.

Paramèt kle ki gouvène zewo -enpedans sekans yo enkli konte vire likidasyon an, jeyometri nwayo, enduktans flit ant de mwatye chak branch, ak pwopriyete mayetik materyèl debaz la. Kapasite konsepsyon nwayo fè a pou limite koule trip-amonik se yon lòt avantaj inik ki fè distenksyon ant konfigirasyon zig-zag ak lòt konplo baz.

2.4 Kondisyon Enstalasyon Kritik

Yon faz louvri-kondisyon sikwi-tankou yon fuzib ki soufle oswa yon koneksyon ki lach-deranje entèdepandans nan kouran likidasyon. Avèk yon sèl faz dekonekte, chèn pwopagasyon aktyèl ki nesesè pou koule sekans zewo -kase, epi transfòmatè tè a pa ka mennen aktyèl fay tè a ankò. Se poutèt sa, transfòmatè tè yo dwe solidman konekte nan tou de tè a ak griy san yo pa aparèy entèmedyè switch mekanik ki ta ka inadvèrtans entèwonp kontinwite.

 

 

 

 

De kalite prensipal yotransfòmatè tèyo itilize nan sistèm kouran: transfòmatè zig-zag (zetwal ki konekte-) ak transfòmatè a.Wye-delta transfòmatè. Chwa ki genyen ant yo gen anpil pri, gwosè, ak enplikasyon pèfòmans.

3.1 Dimansyon ak Evalyasyon pouvwa

Aranjman zig-zag la ofri efikasite konsiderableman pi wo pase konfigirasyon wye-delta ki baze sou tè a. Nan yon transfòmatè zig-zag, chak likidasyon pote mwens pase liy-a-tansyon tè-pa yon faktè de- pèmèt yon pi ba pouvwa total:. Okontrè, yon transfòmatè wye-delta ak tè mandepou menm kouran net. Diferans sibstansyèl sa a fè transfòmatè zig-zag apeprè yon-pi piti nan evalyasyon kVA pase transfòmatè wye-delta pou egzijans aktyèl net ki idantik.

Manifakti yo rapòte ke transfòmatè zig-zag yo ofri pi ba pri ak pi piti anprint fizik pase transfòmatè wye-delta pou menm spesifikasyon zewo-sekans enpedans la, sa ki fè yo chwa pi pito nan pifò aplikasyon pou tè.

3.2 Pèfòmans Harmonik

Wye-transfòmatè delta sikile amonik triple (3yèm, 9yèm, 15yèm, elatriye) nan likidasyon delta a men yo pa elimine kouran net ki te pwodwi pa chaj dezekilib. Transformateur zig-zag, okontrè, fè sikile twazyèm kouran Harmony soti nan net tounen nan bò chaj la, aktivman diminye Harmony sou bò segondè. Sa a se yon mekanis fondamantalman diferan de transfòmatè delta-wye, kote amonik triple yo tou senpleman bloke nan bouk delta fèmen.

3.3 Rated Tan ak Devwa tèmik

Tou de kalite yo sèvi kòm aparèy kout-tan, anjeneral yo evalye pou dire 10-segond oswa 1-minit olye ke operasyon kontinyèl. ANSI/IEEE Std. 32-1972 mande pou yon evalyasyon kontinyèl 3% pou yon inite klasman 10-dezyèm, sa vle di evalyasyon kout tan an egal apeprè 33 fwa evalyasyon kontinyèl la. Yon bank rated 1 minit pote yon evalyasyon kontinyèl aktyèl 7%. Karakteristik sa a tanzantan-devwa diminye gwosè ak pri fabrikasyon an parapò ak transfòmatè kontinyèl-devwa ki gen kapasite ekivalan, menm si jesyon tèmik atansyon rete esansyèl.

 

 

 

 

4.1 Zewo-Enpedans sekans

Zewo-enpedans sekans se san mank paramèt ki pi enpòtan pou konsepsyon transfòmatè zig-zag. Li detèmine tou de mayitid aktyèl fay tè a ak règleman vòltaj la nan kondisyon dezekilib. Enpedans transfòmatè a pou kont li ka limite aktyèl fay nan nivo vle; altènativman, yon rezistans ekstèn oswa raktor ki mete nan net la bay plis kapasite limite.

4.2 Inductance flit ak pèt chaj pa -

De paramèt konsepsyon ki pi enpòtan yo se pa-pèt chaj (isterèz ak pèt kouran eddy) ak enpedans flit. Dènye pwogrè nan metòd analyse ak modèl eleman fini te pèmèt kalkil pi egzak nan enduktans flit nan transfòmatè zigzag, ki benefisye tou de chèchè ak konsèpteur transfòmatè nan optimize kalite sa a. Reyaksyon flit enfliyanse aktyèl -konpòtman limite transfòmatè a pandan defo ak pèfòmans jeneral règleman vòltaj li yo.

4.3 Kout-tan ak evalyasyon kontinyèl

Transfòmatè atè yo fonksyone ak yon tan distenk -evalyasyon kontinyèl. Yon sikwi ki gen yon dezekilib chaj minimòm ka sèvi ak yon transfòmatè ki evalye sitou pou defo ki dire kout olye ke operasyon kontinyèl. Evalyasyon kontinyèl pou yon inite 10-dezyèm se nòmalman 3% nan evalyasyon kout-tan, pandan ke pou yon inite 1{-minit li se 7%. Egzanp gwosè yo montre prensip sa a: sou yon sistèm 12.47 kV ki bay yon kouran fay 6000 A tè-, yon transfòmatè zig-zag ta mande yon evalyasyon kout tan 24.9 MVA. Evalyasyon tanzantan sa a koresponn ak yon evalyasyon kontinyèl apeprè 0.75 MVA, ki pèmèt bank la okipe 180 A nan aktyèl net kontinyèlman.

 

 

 

5.1 Pwoteksyon defi

Pwoteje rezo mwayen-vòltaj ak transfòmatè zig-zag atè se yon defi. Inite diferans transfòmatè a ka manke sansiblite pou detekte defo tè entèn sou bò delta akòz limitasyon aktyèl zig-zag nannan konbine avèk efè rapò transfòmatè pouvwa a ak kontribisyon aktyèl kapasitif ki soti nan manjeur MV. Yon inite Restricted Earth Fault ka amelyore sansiblite, menm si faz ekstèn faz-faz-tè ak saturation transfòmatè aktyèl mande atansyon espesyal.

Inite konvansyonèl konparezon direksyon ki konpare ang ki genyen ant tè ak kouran net pa apwopriye. Olye de sa, detektè fay ekstèn ki sipèvize inite diferans transfòmatè yo te pwopoze kòm ranplasan efikas. Pou pwoteksyon direksyon net, inite konvansyonèl konpare vòltaj net ak ang faz aktyèl yo mal aktive kondisyon fay pou pi devan sou manjeur ki an sante; inite direksyon ki baze sou zewo-grandè enpedans sekans yo ofri yon solisyon ki pi serye.

5.2 Estanda ki aplikab yo

Konsepsyon, tès ak aplikasyon transfòmatè zig-zag yo gouvène pa plizyè estanda. IEEE C57.105-2019 dekri koneksyon transfòmatè ak konfigirasyon nan twa-sistèm elektrik faz, ki gen ladan tout konbinezon delta ak Wye, tè ak san, T-konekte, zigzag, ak lòt koneksyon espesyal, ki kouvri tou de -transfòmatè ak oto-transfòmatè. Lòt estanda enpòtan yo enkli IEEE C57.32 pou aparèy netral, IEC 60076-25 pou rezistans net, ak IS 2026/IS 5553 pou tès ak konfòmite pèfòmans.

Li enpòtan pou rekonèt ke IEEE C57.105 te ekri orijinal pou sistèm distribisyon ak vòltaj prensipal jiska 34.5 kV, menm si prensip li yo pwolonje pi laj.

 

 

 

6.1 Sistèm netral Terre

Aplikasyon prensipal ak pi gaye nan transfòmatè zig-zag se kreye yon net ak tè pou sistèm twa faz-patikilyèman delta-konekte segondè transfòmatè ak dèlko oswa otobis varyateur san tè. Aplikasyon sa a sèvi plizyè fonksyon kritik: diminye estrès survoltaj sou izolasyon pandan yon sèl liy-a-fot tè, bay yon referans tè defini pou relè pwoteksyon, ak pèmèt operasyon kontinyèl pandan kondisyon dezekilib.

Nan sistèm resous enèji fotovoltaik ak distribiye, varyateur tradisyonèl yo souvan manke yon koneksyon solid net, ki mennen nan dezekilib vòltaj ak baz inefikas. Transformateur zig-zag etabli yon chemen ki estab, ki ba-enpedans nan tè a, estabilize sistèm nan anba kondisyon fay. Pou rezo mwayen-vòltaj ki gen gwo-rezistans tè, transfòmatè zig zag ki konbine avèk rezistans netral yo bay sansiblite deteksyon fay san yo pa bezwen vwayaj imedya-yon konfigirasyon ki ofri pwoteksyon solid pou pwosesis endistriyèl enpòtan yo.

 

Fonksyon transfòmatè Zig Zag yo:

Wind Farms

• Bay pwen net atifisyèl pou sistèm koleksyon vòltaj mwayen-(egzanp, 35 kV) pou pèmèt baz
• Ofri chemen enpedans ba-pou yon sèl liy-a-defo tè, limite survoltaj.
• Siprime amonik triple (3yèm, 9yèm, elatriye) soti nan konvètisè turbine van
• Pi piti ak pi lejè pase Δ-Y transfòmatè tè, ideyal pou van lanmè

Sistèm solè (PV).

• Etabli yon referans baz pou bò AC varyateur kote net pa disponib
• Diminye twa-dezekilib ak varyateur-harmonik ki te pwodwi
• Amelyore kapasite ba-vòltaj-through (LVRT), pou anpeche dekoneksyon
• Ka sèvi kòm yon inductor filtre entegre nan PV + sistèm depo

Aparèy entèkoneksyon fleksib nan rezo distribisyon modèn yo te demontre plus de baz transfòmatè zig-zag sou toude bò vòltaj mwayen- ak ba-, depase gwo reaktans tè ak altènativ baz pwen mitan nan konparezon pèfòmans konplè.

6.2 Mitigasyon Harmonik

Transformateur zig-zag jwe yon wòl enpòtan nan diminye pwoblèm aktyèl net ki te koze pa chaj ki pa-lineyè. Twa-kat{4}}faz sistèm distribisyon fil yo de pli zan pli soufri soti nan surcharge kondiktè net akòz pwopagasyon ekipman elektrik switch-mòd, kondui frekans varyab-, ak lòt chaj elektwonik ki pa-lineyè. Prensipal delta-konekte nan yon transfòmatè distribisyon konvansyonèl sèlman elimine amonik triple nan kondisyon chaj parfe balanse; chaj dezekilib toujou jenere kouran net.

Transformateur zig-zag yo adrese pwoblèm sa a lè yo bay yon chemen ki ba-enpedans pou amonik triple pandan y ap kenbe gwo enpedans pou kouran frekans fondamantal yo. Estratejikman asosye delta-zigzag ak delta-transfòmatè wye ka anile tou de 5yèm ak 7yèm Harmony, efektivman reyalize 12-pèfòmans sistèm batman kè. Pou pi gwo sistèm yo, plizyè ti transfòmatè zig-zag yo mete tou pre chay kenbe kouran net lokalize, elimine nesesite pou gwo kondiktè net ak amelyore balans aktyèl chaj fondamantal.

6.3 Entegre AC-DC Power Konvèsyon

Pi lwen pase fonksyon kalite pouvwa tradisyonèl yo, transfòmatè zig-zag yo te jwenn aplikasyon nan sistèm konvèsyon pouvwa AC inifye -dc ki konbine sous kouran fotovoltaik (dc). Inductances flit likidasyon yo nan transfòmatè zig-zag yo ka itilize kòm enduktans ranfòse entegre nan sistèm inifye ac-dc, diminye kantite eleman ak volim sistèm jeneral konpare ak desen konvansyonèl ak induktè separe. Apwòch klasik ak ekspresyon apwopriye nan enduktans flit pou likidasyon ak jeyometri rektangilè sipòte metodoloji konsepsyon an.

Aplikasyon avanse yo enkli twa-shunt zigzag doub-tap low-amonik milti-rektifikateur batman, kote konfigirasyon transfòmatè zigzag la sipòte koreksyon faktè pouvwa ak atenuasyon Harmony nan gwo-pèfòmans pouvwa sistèm elektwonik.

6.4 Laboratwa ak Etablisman Rechèch

Enstalasyon rechèch-ki gen ladan akseleratè patikil ak sistèm distribisyon pouvwa eksperimantal-te aplike transfòmatè zig-zag kòm solisyon pri-efikas pou diminye kouran net ki te koze pa chaj elektwonik ki pa-lineyè. Pri relativman ba, senplisite, fasilite enstalasyon sou sistèm distribisyon ki egziste deja yo, ak kapasite pou kenbe kouran net lokalize fè transfòmatè zig-zag atire nan anviwònman eksperimantal kote bon jan kalite pouvwa a afekte dirèkteman mezi ak pèfòmans ekipman yo.

 

 

 

 

7.1 Detèmine Kondisyon Aktyèl Fòt-

Premye etap la nan gwosè yon transfòmatè zig-zag se detèmine nivo aktyèl fay tè a vle. Enjenyè konsepsyon yo dwe deside si yo konte sèlman sou enpedans entèn zewo-sekans transfòmatè a pou limit aktyèl oswa pou mete yon rezistans ekstèn. Pou gwo -sistèm tè rezistans, kouran fay yo anjeneral limite a 5-10 A pou sistèm vòltaj mwayen-. Sistèm ki ba-rezistans yo ka pèmèt kouran fay 200 A oswa plis.

7.2 Kalkile kVA Rating

Pou yon aktyèl net bay () ak liy sistèm -a-tèt vòltaj (), evalyasyon kVA -tan kout pou yon transfòmatè zig-zag se:

Evalyasyon kontinyèl la dwe espesifye tou. Pou yon aparèy 10-dezyèm, evalyasyon kontinyèl la egal 3% nan evalyasyon kout tan an, alòske yon aparèy 1 minit mande pou 7%.

7.3 Konsiderasyon aplikasyon

Kontrèman ak transfòmatè pouvwa konvansyonèl yo, transfòmatè atè yo se aparèy tanzantan -devwa. Kapasite yo pou kenbe tèt ak gwo fay kouran pou dire kout pèmèt rediksyon pri enpòtan an konparezon ak yon transfòmatè devwa kontinyèl ki egalman rated -. Sepandan, konsèpteur yo dwe verifye ke kapasite nan reziste tèmik matche ak tan an netwaye espere nan aparèy pwoteksyon en. Transfòmatè tè yo ka espesifye pou tè solid oswa pou itilize ak yon rezistans ekstèn net net -dènye a ofri fleksibilite nan kontwole tè-mayitid aktyèl fay.

7.4 Enstalasyon ak komisyonin

Bon enstalasyon jaden se kritik pou operasyon serye. Aktivite anvan-komisyonin yo ta dwe gen ladan tès rezistans izolasyon, verifikasyon rapò likidasyon, ak validasyon chanjman faz-. Entegrite chemen net dwe byen verifye-entèripsyon nenpòt koneksyon faz nan griy la ka rann fonksyon tè a pa fonksyone. Tès komisyonin yo ta dwe valide ke transfòmatè a prezante enpedans ba zewo-sekans pandan y ap kenbe gwo enpedans sekans pozitif- ak negatif-nan kondisyon fonksyònman nòmal.

Pou operasyon 50 Hz oswa 60 Hz, patiraj yo dwe satisfè kondisyon anviwònman an pou enstalasyon andedan oswa deyò, tipikman ak ayere tip 3R patiraj pou itilize deyò.

 

 

 

8.1 Faz kontinwite sansiblite

Yon limit fondamantal nan transfòmatè zig-zag se depandans yo sou tout twa faz yo te konekte. Absans yon koneksyon faz sèl nan kadriyaj la kraze pwopagasyon aktyèl la likidasyon entèdepandan, elimine kapasite nan fè aktyèl fay latè. Sansiblite sa a mande koneksyon faz serye ak diskite kont mete aparèy switch ki ta ka enadvèrtan kreye kondisyon sikwi louvri-.

Kontrèman ak aparèy pwoteksyon otonòm yo, transfòmatè zig-zag yo dwe rete an sèvis kontinyèlman pandan sous kouran twafaz la aktif. Si transfòmatè tè a pèdi, yon sèl liy-a-fot tè ka lakòz gwo faz-a-tansyon net sou faz san fay, epi dezekilib chaj ka mennen nan chanjman net ak survoltaj.

8.2 Saturasyon anba DC Piki

Nan sistèm kouran modèn, DC aktyèl enjeksyon -ki se soti nan kadriyaj-konekte varyateur, twoub jeomayetik, oswa lòt sous-ka lakòz saturation nwayo transfòmatè a tè. Saturasyon diminye efikasite transfòmatè a nan bay yon chemen tè ​​ki ba-enpedans epi li ka mennen nan surchof. Yo ka mande prekosyon espesyal nan konsepsyon oswa siveyans adisyonèl pou sistèm ki gen anpil kontni DC.

8.3 Konpleksite deteksyon fay

Enjenyè pwoteksyon yo dwe rekonèt ke relè diferans konvansyonèl yo ka pa apwopriye pou deteksyon tè entèn-fot ak transfòmatè zig-zag. Pwoteksyon espesyalize-ki gen ladan inite Fòt Latè Restriksyon, detektè fay ekstèn, ak inite direksyon ki baze sou grandè--pou yon pwoteksyon konplè.

 

 

 

Transformateur zig-zag yo se eleman enpòtan ki pèmèt yo pou sistèm elektrik modèn twa faz yo. Lè yo bay yon chemen ki ba-enpedans pou kouran zewo-sekans pandan y ap prezante gwo enpedans nan konpozan sekans pozitif- ak negatif{-, yo fè pon diferans ki genyen ant sistèm delta/wye ki pa gen tè ​​a ak avantaj sekirite ak operasyon netral ki genyen nan fonksyònman netral.

Prensip kle yo enkli:

• Konstriksyon: Sis mwatye-enroulement kwa-konekte ant faz sou yon nwayo twa-manb
• Fonksyone prensip: Balans anpè-vire pèmèt zewo-koule aktyèl sekans pandan y ap anile kouran balanse.
• Prensipal aplikasyon: Terre net pou sistèm twa-faz ki pa gen tè ​​(delta-sistèm manje oswa sistèm jeneratè)
• Avantaj pèfòmans: Pi wo efikasite ak pi piti gwosè pase Wye{0}}transfòmatè tè delta
• Aplikasyon segondè: diminisyon amonik (espesyalman amonik triple), balans chaj, konvèsyon entegre AC-dc
• Konsiderasyon konsepsyon: Dimansyon ki baze sou evalyasyon fay kout -dire (10 segonn oswa 1 min), kapasite kontinyèl 3%–7%
• Kondisyon pwoteksyon: Plan espesyalize obligatwa; pwoteksyon diferans konvansyonèl yo ka ensifizan
• Enstalasyon kritik: Koneksyon faz solid nan griy esansyèl; pa gen okenn aparèy switch nan chemen tè

Seleksyon ant yon transfòmatè zig-zag ak yon transfòmatè tè-delta atè finalman depann de kondisyon espesifik sistèm nan: bezwen limit aktyèl defo, bidjè ak espas ki disponib, kondisyon mitigasyon Harmony, ak dezi pou disponiblite pouvwa oksilyè. Pou pifò aplikasyon pou baz, efikasite siperyè transfòmatè zig-zag, pi piti anprint, ak pi bon pèfòmans amonik fè li chwa pi pito pou nouvo enstalasyon yo.