Hướng dẫn về Máy biến áp Zig{0}}Zag

 

Hướng dẫn này cung cấp thông tin tổng quan toàn diện về cấu hình cuộn dây có mục đích đặc biệt-của máy biến áp zigzag được sử dụng rộng rãi để nối đất, giảm thiểu sóng hài, cải thiện chất lượng điện và chuyển đổi nguồn điện xoay chiều-dc trong các hệ thống điện hiện đại. Hướng dẫn bao gồm các nguyên tắc hoạt động cơ bản, đặc tính kỹ thuật, cân nhắc trong thiết kế, so sánh với các phương án nối đất thay thế và các tình huống ứng dụng chi tiết bao gồm nối đất trung tính hệ thống, khử sóng hài và hệ thống chuyển đổi năng lượng tích hợp. Hướng dẫn này cũng bao gồm những cân nhắc thực tế trong việc lựa chọn, định cỡ, bảo vệ và tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan như IEEE C57.105 và IEC 60076.

Các hệ thống điện ba pha-hiện đại thường hoạt động với các máy biến áp thứ cấp được nối-tam giác, thiếu điểm trung tính tự nhiên để nối đất. Nói rộng hơn,-hệ thống ba pha không nối đất-cho dù từ cấu hình tam giác hay các nguồn khác-gây ra những thách thức vận hành đáng kể, bao gồm cả việc không có tham chiếu mặt đất xác định, nguy cơ quá điện áp nhất thời trong các sự cố đường dây-đến-mặt đất và những khó khăn trong việc phát hiện và định vị lỗi. Máy biến áp zig-zag (còn được gọi là máy biến áp hình sao hoặc nối đất{10}}được kết nối với nhau) được phát triển để giải quyết những thách thức này.

Máy biến áp zig zag là máy biến áp có mục đích đặc biệt-có cấu hình cuộn dây trong đó mỗi đầu ra là tổng vectơ của hai pha lệch nhau 120 độ. Mỗi nhánh lõi từ được chia thành hai phần cuộn dây quấn theo hướng ngược nhau và các cuộn dây được kết nối với nhau qua các pha khác nhau để tạo hiệu ứng triệt tiêu cho dòng điện cân bằng đồng thời cho phép dòng điện thứ tự 0{3}}chảy tự do qua kết nối trung tính.

Trong khi nối đất trung tính là ứng dụng nổi bật nhất, máy biến áp zig-zag đã phát triển thành một nền tảng linh hoạt phục vụ nhiều chức năng: cung cấp đường dẫn trở kháng thấp-cho dòng điện sự cố nối đất{2}}, triệt tiêu sóng hài gấp ba, cân bằng dòng tải và đóng vai trò là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thống nhất-dc.

 

 

 

Mặc dù cách sắp xếp bên trong có vẻ phức tạp nhưng nguyên lý hoạt động về cơ bản bị chi phối bởi định luật Ampe-sự cân bằng từ tính giữa các cuộn dây trên cùng một lõi quy định rằng dòng điện chạy trong một cuộn dây phải đi kèm với dòng điện tương ứng trong cuộn dây khác trên nhánh đó.

2.2 Phân tích dòng điện trong điều kiện lỗi

Để đánh giá cao cách bật dòng điện thứ tự 0, hãy xem xét sự cố đường dây-nối đất trên một pha của một hệ thống không nối đất. Sự sắp xếp cuộn dây nối chéo-tạo ra đường truyền dòng điện phụ thuộc lẫn nhau. Dòng điện chạy lên từ điểm trung tính qua cuộn dây phía dưới pha A đi qua cuộn dây phía trên pha C vào lưới điện. Điều này tạo ra một dòng điện tương ứng ở cuộn dây phía dưới của pha C, dòng điện này lần lượt truyền vào lưới điện qua pha B. Trình tự tiếp tục bao gồm cả ba pha. Quan sát quan trọng là tất cả dòng điện trong cuộn dây trên, cuộn dây dưới và nối đất đều cùng pha với nhau, xác định rõ ràng chúng là dòng điện thứ tự 0.

Tổng các dòng điện thứ tự 0 này trên cả ba pha bằng tổng dòng điện chạm đất. Trong điều kiện hoạt động cân bằng bình thường, điện áp lệch pha sẽ bị triệt tiêu và chỉ có một dòng điện kích thích nhỏ lưu thông. Chỉ trong các điều kiện không cân bằng-chẳng hạn như sự cố nối đất hoặc tải không cân bằng-mà dòng điện thứ tự bằng 0-có thể chạy qua máy biến áp.

2.3 Đặc tính trở kháng

Trong hoạt động bình thường, máy biến áp zig{0}}zag có trở kháng cao đối với dòng điện tuần tự dương{1}} và âm{2}}, khiến nó về cơ bản không thể nhìn thấy đối với hệ thống điện trong điều kiện cân bằng. Tuy nhiên, đối với dòng điện thứ tự bằng 0, máy biến áp có trở kháng thấp, làm ngắn mạch một cách hiệu quả dây trung tính xuống đất đối với dòng điện sự cố.

Các tham số chính chi phối trở kháng thứ tự bằng 0{0}} bao gồm số vòng dây quấn, hình dạng lõi, độ tự cảm rò rỉ giữa hai nửa của mỗi nhánh và đặc tính từ của vật liệu lõi. Khả năng của thiết kế lõi sắt trong việc hạn chế luồng sóng hài ba-là một ưu điểm độc đáo khác giúp phân biệt cấu hình zig-zag với các sơ đồ nối đất khác.

2.4 Yêu cầu cài đặt quan trọng

-tình trạng mạch hở pha-chẳng hạn như cầu chì bị nổ hoặc kết nối lỏng-làm gián đoạn sự phụ thuộc lẫn nhau của các dòng điện trong cuộn dây. Khi một pha bị ngắt kết nối, chuỗi truyền dòng điện cần thiết để-dòng chảy bằng 0 bị đứt và máy biến áp nối đất không còn có thể dẫn dòng điện chạm đất nữa. Vì vậy, máy biến áp nối đất phải được nối chắc chắn với cả đất và lưới điện mà không có các thiết bị chuyển mạch cơ khí trung gian có thể vô tình làm gián đoạn tính liên tục.

 

 

 

 

Hai loại chính củamáy biến áp nối đấtđược sử dụng trong các hệ thống điện: máy biến áp hình sao zig-zag (nối{1}}sao) vàmáy biến áp delta. Sự lựa chọn giữa chúng mang lại những tác động đáng kể về chi phí, kích thước và hiệu suất.

3.1 Định cỡ và công suất

Sự sắp xếp theo hình zig-zag mang lại hiệu quả cao hơn đáng kể so với cấu hình wye-delta nối đất. Trong máy biến áp zig-zag, mỗi cuộn dây mang ít hơn điện áp đường dây-đến-mặt đất-theo hệ số- cho phép xếp hạng tổng công suất thấp hơn:. Ngược lại, máy biến áp tam giác wye{1}}nối đất yêu cầucho cùng một dòng điện trung tính. Sự khác biệt đáng kể này làm cho máy biến áp zig-zag có định mức kVA nhỏ hơn khoảng một-thứ ba so với máy biến áp delta wye-cho các yêu cầu dòng điện trung tính giống hệt nhau.

Các nhà sản xuất báo cáo rằng máy biến áp zig-zag có chi phí thấp hơn và chiếm diện tích vật lý nhỏ hơn so với máy biến áp tam giác wye-có cùng thông số kỹ thuật trở kháng trình tự 0{2}}, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong hầu hết các ứng dụng nối đất.

3.2 Hiệu suất hài hòa

Máy biến áp tam giác Wye{0}}lưu thông sóng hài ba bậc (thứ 3, 9, 15, v.v.) trong cuộn dây tam giác nhưng không loại bỏ dòng điện trung tính tạo ra bởi tải không cân bằng. Ngược lại, máy biến áp zig{6}}zag tuần hoàn dòng điện hài thứ ba từ phía trung tính về phía tải, chủ động giảm sóng hài ở phía thứ cấp. Đây là một cơ chế khác về cơ bản với các máy biến áp delta{8}}wye, trong đó các sóng hài bậc ba chỉ đơn giản bị mắc kẹt trong vòng delta khép kín.

3.3 Thời gian định mức và nhiệm vụ nhiệt

Cả hai loại đều đóng vai trò là thiết bị có thời gian-ngắn, thường được đánh giá là có thời lượng lỗi 10-giây hoặc 1{13}}phút thay vì hoạt động liên tục. ANSI/IEEE Std. 32-1972 yêu cầu xếp hạng liên tục ở mức 3% cho thiết bị được xếp hạng 10-giây, nghĩa là xếp hạng trong thời gian ngắn bằng khoảng 33 lần xếp hạng liên tục. Một ngân hàng được xếp hạng 1 phút có mức xếp hạng hiện tại liên tục là 7%. Đặc tính làm việc không liên tục này giúp giảm kích thước và chi phí sản xuất so với các máy biến áp làm việc liên tục có công suất tương đương, mặc dù việc quản lý nhiệt cẩn thận vẫn là điều cần thiết.

 

 

 

 

4.1 Không{1}}Trở kháng trình tự

Trở kháng thứ tự bằng 0 được cho là thông số quan trọng nhất đối với thiết kế máy biến áp zig-zag. Nó xác định cả cường độ dòng điện chạm đất-và điều chỉnh điện áp trong điều kiện không cân bằng. Chỉ riêng trở kháng của máy biến áp có thể hạn chế dòng điện sự cố ở mức mong muốn; Ngoài ra, một điện trở bên ngoài hoặc cuộn kháng được lắp vào dây trung tính sẽ cung cấp thêm khả năng hạn chế.

4.2 Độ tự cảm rò rỉ và không-tổn hao tải

Hai thông số thiết kế quan trọng nhất là tổn hao không-tải (tổn hao trễ và tổn thất dòng điện xoáy) và trở kháng rò rỉ. Những tiến bộ gần đây trong phương pháp phân tích và mô hình phần tử hữu hạn đã cho phép tính toán chính xác hơn độ tự cảm rò rỉ trong máy biến áp ngoằn ngoèo, mang lại lợi ích cho cả nhà nghiên cứu và nhà thiết kế máy biến áp trong việc tối ưu hóa loại này. Điện kháng rò rỉ ảnh hưởng đến hoạt động hạn chế dòng điện-của máy biến áp khi có sự cố và hiệu suất điều chỉnh điện áp tổng thể của máy biến áp.

4.3 Xếp hạng ngắn hạn và liên tục

Máy biến áp nối đất hoạt động với mức xếp hạng liên tục và-ngắn trong thời gian ngắn. Một mạch có độ mất cân bằng tải tối thiểu có thể được cung cấp bởi một máy biến áp được xếp hạng chủ yếu dành cho các sự cố trong thời gian ngắn- thay vì hoạt động liên tục. Xếp hạng liên tục cho đơn vị 10-giây thường là 3% xếp hạng thời gian{12}}ngắn, trong khi đối với đơn vị 1-phút là 7%. Các ví dụ về kích thước minh họa nguyên tắc này: trên hệ thống 12,47 kV cung cấp dòng điện chạm đất 6000 A, máy biến áp zig-zag sẽ yêu cầu định mức thời gian ngắn là 24,9 MVA. Định mức không liên tục này tương ứng với định mức liên tục khoảng 0,75 MVA, cho phép ngân hàng xử lý liên tục dòng điện trung tính 180 A.

 

 

 

5.1 Những thách thức bảo vệ

Việc bảo vệ mạng trung thế{0}}bằng máy biến áp nối đất hình zig-zag là một thách thức. Bộ vi sai máy biến áp có thể thiếu độ nhạy để phát hiện các lỗi nối đất bên trong ở phía tam giác do giới hạn dòng điện zig-cố hữu kết hợp với ảnh hưởng của tỷ số máy biến áp điện và sự đóng góp dòng điện điện dung từ các bộ cấp nguồn MV. Thiết bị Lỗi chạm đất hạn chế có thể nâng cao độ nhạy, mặc dù các lỗi chạm đất pha-pha{6}}bên ngoài với độ bão hòa của máy biến dòng đòi hỏi sự chú ý đặc biệt.

Các đơn vị so sánh hướng thông thường so sánh góc giữa mặt đất và dòng trung tính là không phù hợp. Thay vào đó, các thiết bị phát hiện lỗi bên ngoài giám sát các bộ vi sai của máy biến áp đã được đề xuất là giải pháp thay thế hiệu quả. Để bảo vệ hướng trung tính, các thiết bị thông thường so sánh điện áp trung tính và góc pha dòng điện kích hoạt không chính xác các điều kiện lỗi thuận trên các nguồn cấp điện tốt; các đơn vị định hướng dựa trên cường độ trở kháng chuỗi bằng 0{2}} mang lại giải pháp đáng tin cậy hơn.

5.2 Tiêu chuẩn áp dụng

Thiết kế, thử nghiệm và ứng dụng máy biến áp Zig{0}}zag chịu sự điều chỉnh của nhiều tiêu chuẩn. IEEE C57.105-2019 mô tả các kết nối và cấu hình máy biến áp trong hệ thống điện ba-pha, bao gồm tất cả các kết hợp giữa delta và wye, nối đất và không nối đất, T-kết nối, ngoằn ngoèo và các kết nối đặc biệt khác, bao gồm cả hai-cuộn dây và máy biến áp tự động. Các tiêu chuẩn liên quan khác bao gồm IEEE C57.32 dành cho thiết bị nối đất trung tính, IEC 60076-25 dành cho điện trở nối đất trung tính và IS 2026/IS 5553 để kiểm tra và tuân thủ hiệu suất.

Điều quan trọng cần nhận ra là IEEE C57.105 ban đầu được viết cho các hệ thống phân phối có điện áp sơ cấp lên tới 34,5 kV, mặc dù các nguyên tắc của nó được mở rộng rộng rãi hơn.

 

 

 

6.1 Nối đất trung tính của hệ thống

Ứng dụng chính và phổ biến nhất của máy biến áp zig-zag là tạo ra điểm trung tính nối đất cho hệ thống ba pha-không nối đất-đặc biệt là các máy biến áp thứ cấp được kết nối delta-và bus biến tần hoặc máy phát điện không nối đất. Ứng dụng này phục vụ nhiều chức năng quan trọng: giảm ứng suất quá điện áp lên lớp cách điện khi có sự cố nối đất-đến{6}}một đường dây, cung cấp tham chiếu nối đất xác định cho rơle bảo vệ và cho phép vận hành liên tục trong điều kiện không cân bằng.

Trong các hệ thống nguồn năng lượng quang điện và phân tán, các bộ biến tần truyền thống thường thiếu kết nối trung tính chắc chắn, dẫn đến mất cân bằng điện áp và nối đất không hiệu quả. Máy biến áp zig-zag thiết lập đường dẫn xuống đất ổn định, có-trở kháng thấp, giúp ổn định hệ thống trong điều kiện có sự cố. Đối với mạng điện áp trung bình-có điện trở nối đất-cao, máy biến áp nối đất hình zig zag kết hợp với điện trở nối đất trung tính mang lại độ nhạy phát hiện lỗi mà không cần ngắt ngay lập tức-một cấu hình cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ cho các quy trình công nghiệp quan trọng.

 

Chức năng của máy biến áp Zig Zag:

Trang trại gió

• Cung cấp điểm trung tính nhân tạo cho hệ thống thu thập-điện áp trung thế (ví dụ: 35 kV) để nối đất
• Cung cấp đường dẫn-trở kháng thấp cho các sự cố đường dây đơn-đến-nối đất, hạn chế quá điện áp
• Ngăn chặn sóng hài gấp ba lần (thứ 3, thứ 9, v.v.) từ bộ chuyển đổi tuabin gió
• Nhỏ hơn và nhẹ hơn máy biến áp nối đất Δ-Y, lý tưởng cho gió ngoài khơi

Hệ thống năng lượng mặt trời (PV)

• Thiết lập tham chiếu nối đất cho phía AC của biến tần khi không có trung tính
• Giảm thiểu sự mất cân bằng ba pha và sóng hài-được tạo ra từ biến tần
• Tăng cường khả năng-điện áp thấp-đi qua (LVRT), ngăn chặn tình trạng ngắt kết nối
• Có thể đóng vai trò là cuộn cảm lọc tích hợp trong hệ thống lưu trữ PV +

Các thiết bị kết nối linh hoạt trong mạng phân phối hiện đại đã chứng tỏ sức hấp dẫn của việc nối đất máy biến áp zig-zag ở cả phía trung thế- và hạ thế-, vượt trội so với các giải pháp nối đất điện kháng lớn và nối đất điểm giữa trong các so sánh hiệu suất toàn diện.

6.2 Giảm thiểu hài hòa

Máy biến áp zig{0}}zag đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu các vấn đề về dòng điện trung tính do tải phi tuyến tính-gây ra. Hệ thống phân phối dây ba-pha bốn{4}}ngày càng gặp phải tình trạng quá tải dây dẫn trung tính do sự gia tăng của các nguồn cấp điện ở chế độ chuyển đổi-, bộ truyền động tần số-có thể thay đổi và các tải điện tử phi tuyến tính-khác. Sơ cấp kết nối delta{9}}của máy biến áp phân phối thông thường chỉ loại bỏ sóng hài gấp ba trong điều kiện tải cân bằng hoàn hảo; tải không cân bằng vẫn tạo ra dòng điện trung tính.

Máy biến áp zig{0}}zag giải quyết vấn đề này bằng cách cung cấp đường dẫn trở kháng thấp{1}}cho các sóng hài gấp ba trong khi vẫn duy trì trở kháng cao cho dòng điện tần số cơ bản. Việc ghép nối một cách chiến lược zigzag delta-với máy biến áp delta-wye có thể hủy cả sóng hài thứ 5 và thứ 7, đạt được hiệu suất hệ thống xung 12- một cách hiệu quả. Đối với các hệ thống lớn hơn, nhiều máy biến áp zig-zag nhỏ được đặt gần tải sẽ giữ dòng trung tính cục bộ, loại bỏ nhu cầu về dây dẫn trung tính quá khổ và cải thiện sự cân bằng dòng tải cơ bản.

6.3 Bộ chuyển đổi nguồn AC{1}}DC tích hợp

Ngoài các chức năng về chất lượng điện năng truyền thống, máy biến áp zig-zag còn được ứng dụng trong các hệ thống chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thống nhất-dc kết hợp nguồn điện lưới (ac) và quang điện (dc). Điện cảm rò rỉ cuộn dây của máy biến áp zig-zag có thể được sử dụng làm điện cảm tăng cường tích hợp trong hệ thống xoay chiều ac{4}}dc thống nhất, giảm số lượng thành phần và khối lượng tổng thể của hệ thống so với các thiết kế thông thường có cuộn cảm riêng biệt. Các phương pháp tiếp cận cổ điển với các biểu thức thích hợp về điện cảm rò cho cuộn dây có dạng hình chữ nhật hỗ trợ phương pháp thiết kế.

Các ứng dụng nâng cao bao gồm ba bộ chỉnh lưu xung-sóng song song zigzag kép-thấp-sóng hài đa{3}}, trong đó cấu hình biến áp zigzag hỗ trợ hiệu chỉnh hệ số công suất và suy giảm sóng hài trong các hệ thống điện tử công suất-hiệu suất cao.

6.4 Phòng thí nghiệm và cơ sở nghiên cứu

Các cơ sở nghiên cứu-bao gồm máy gia tốc hạt và hệ thống phân phối điện thử nghiệm-đã triển khai máy biến áp zig-zag như giải pháp tiết kiệm-hiệu quả về mặt chi phí để giảm dòng trung tính do tải điện tử phi tuyến tính-gây ra. Chi phí tương đối thấp, tính đơn giản, dễ lắp đặt trên các hệ thống phân phối hiện có và khả năng duy trì dòng trung tính cục bộ khiến máy biến áp zig-zag trở nên hấp dẫn trong môi trường thử nghiệm, nơi chất lượng điện ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đo lường và thiết bị.

 

 

 

 

7.1 Xác định nối đất-Yêu cầu hiện tại của lỗi

Bước đầu tiên trong việc định cỡ máy biến áp zig-zag là xác định mức dòng điện chạm đất-mong muốn. Các kỹ sư thiết kế phải quyết định chỉ dựa vào trở kháng thứ tự 0 bên trong của máy biến áp để giới hạn dòng điện hay lắp một điện trở bên ngoài. Đối với hệ thống nối đất có điện trở-cao, dòng điện sự cố thường được giới hạn ở mức 5–10 A đối với hệ thống-trung áp. Hệ thống có điện trở thấp có thể cho phép dòng điện sự cố từ 200 A trở lên.

7.2 Tính định mức kVA

Đối với một dòng điện trung tính nhất định () và đường dây hệ thống-đến-điện áp mặt đất (), định mức kVA trong thời gian-ngắn cho máy biến áp zig-zag là:

Đánh giá liên tục cũng phải được chỉ định. Đối với thiết bị 10-giây, xếp hạng liên tục bằng 3% xếp hạng trong thời gian ngắn, trong khi thiết bị 1 phút yêu cầu 7%.

7.3 Cân nhắc ứng dụng

Không giống như máy biến áp nguồn thông thường, máy biến áp nối đất là thiết bị-hoạt động không liên tục. Khả năng chịu được dòng điện sự cố cao trong thời gian ngắn giúp giảm đáng kể chi phí so với máy biến áp làm việc liên tục{2}}có định mức tương đương. Tuy nhiên, các nhà thiết kế phải xác minh rằng khả năng chịu nhiệt phù hợp với thời gian ngắt dự kiến ​​của các thiết bị bảo vệ ngược dòng. Máy biến áp nối đất có thể được chỉ định để nối đất vững chắc hoặc để sử dụng với điện trở nối đất trung tính bên ngoài-điện trở nối đất này mang lại sự linh hoạt trong việc kiểm soát cường độ dòng điện chạm đất{6}}.

7.4 Lắp đặt và vận hành

Việc lắp đặt hiện trường thích hợp là rất quan trọng để vận hành đáng tin cậy. Các-hoạt động chạy thử trước phải bao gồm kiểm tra điện trở cách điện, xác minh tỷ số cuộn dây và xác thực chuyển pha-. Tính toàn vẹn của đường trung tính phải được xác minh kỹ lưỡng-sự gián đoạn của bất kỳ kết nối pha nào với lưới điện có thể khiến chức năng nối đất không hoạt động. Các thử nghiệm vận hành phải xác thực rằng máy biến áp có trở kháng thứ tự 0-thấp trong khi vẫn duy trì trở kháng thứ tự dương- và âm-cao trong điều kiện hoạt động bình thường.

Đối với hoạt động ở tần số 50 Hz hoặc 60 Hz, vỏ phải đáp ứng các yêu cầu về môi trường để lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời, điển hình là vỏ loại 3R được thông gió để sử dụng ngoài trời.

 

 

 

8.1 Độ nhạy liên tục của pha

Hạn chế cơ bản của máy biến áp zig{0}}zag là sự phụ thuộc vào cả ba pha được kết nối. Việc không có kết nối một pha với lưới điện sẽ phá vỡ sự truyền dòng điện cuộn dây phụ thuộc lẫn nhau, loại bỏ khả năng dẫn dòng điện chạm đất. Độ nhạy này yêu cầu các kết nối pha đáng tin cậy và phản đối việc lắp các thiết bị chuyển mạch có thể vô tình tạo ra tình trạng mạch hở.

Không giống như các thiết bị bảo vệ độc lập, máy biến áp nối đất zig-zag phải hoạt động liên tục trong khi nguồn điện ba{{1} pha đang hoạt động. Nếu máy biến áp nối đất bị mất, một đường dây đơn-nối-có thể gây ra điện áp pha cao-đến-trung tính trên các pha không bị sự cố và mất cân bằng tải có thể dẫn đến dịch chuyển trung tính và quá điện áp.

8.2 Độ bão hòa khi tiêm DC

Trong các hệ thống điện hiện đại, việc đưa dòng điện một chiều vào-từ bộ biến tần-được kết nối với lưới, nhiễu địa từ hoặc các nguồn khác-có thể gây bão hòa lõi máy biến áp nối đất. Độ bão hòa làm giảm hiệu quả của máy biến áp trong việc cung cấp đường nối đất có trở kháng-thấp và có thể dẫn đến hiện tượng quá nhiệt. Các biện pháp phòng ngừa đặc biệt trong thiết kế hoặc giám sát bổ sung có thể được yêu cầu đối với các hệ thống có hàm lượng DC đáng kể.

8.3 Độ phức tạp của việc phát hiện lỗi

Các kỹ sư bảo vệ phải nhận ra rằng rơle vi sai thông thường có thể không đủ khả năng phát hiện lỗi nối đất-bên trong với máy biến áp zig-zag. Có thể cần phải có các sơ đồ bảo vệ chuyên dụng-bao gồm các thiết bị Lỗi chạm đất bị hạn chế, bộ phát hiện sự cố bên ngoài và các thiết bị định hướng-dựa trên cường độ-để có được phạm vi bảo vệ toàn diện.

 

 

 

Máy biến áp zig{0}}zag là bộ phận quan trọng hỗ trợ hệ thống điện ba pha hiện đại. Bằng cách cung cấp đường dẫn-trở kháng thấp cho dòng điện thứ tự 0-trong khi tạo ra trở kháng cao cho các thành phần trình tự dương- và âm-, chúng thu hẹp khoảng cách giữa các hệ thống delta/wye không nối đất và lợi ích về an toàn cũng như vận hành của hoạt động trung tính nối đất.

Những điểm chính bao gồm:

• Sự thi công: Sáu nửa{0}}cuộn dây chéo{1}}được kết nối giữa các pha trên lõi ba-chi
• Nguyên lý hoạt động: Ampe-cân bằng xoay cho phép dòng điện tuần tự bằng 0-trong khi hủy dòng điện cân bằng
• Ứng dụng chính: Nối đất trung tính cho hệ thống ba pha-không nối đất (hệ thống cấp nguồn delta-hoặc máy phát điện)
• Ưu điểm về hiệu suất: Hiệu suất cao hơn và kích thước nhỏ hơn so với máy biến áp nối đất tam giác wye-
• Ứng dụng thứ cấp: Giảm thiểu sóng hài (đặc biệt là sóng hài gấp ba), cân bằng tải, chuyển đổi ac{0}}dc tích hợp
• Cân nhắc thiết kế: Định cỡ dựa trên xếp hạng lỗi trong thời gian ngắn-(10 giây hoặc 1 phút), công suất liên tục 3%–7%
• Yêu cầu bảo vệ: Cần có các chương trình chuyên biệt; bảo vệ vi sai thông thường có thể không đủ
• Cài đặt quan trọng: Đấu nối pha rắn vào lưới thiết yếu; không có thiết bị chuyển mạch nào trên đường nối đất

Việc lựa chọn giữa máy biến áp nối đất zig-zag và wye-delta cuối cùng phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của hệ thống: nhu cầu hạn chế dòng điện sự cố, ngân sách và không gian sẵn có, yêu cầu giảm thiểu sóng hài và mong muốn có sẵn nguồn điện phụ trợ. Đối với hầu hết các ứng dụng nối đất, hiệu suất vượt trội của máy biến áp zig-zag, diện tích chiếm chỗ nhỏ hơn và hiệu suất điều hòa tốt hơn khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hệ thống lắp đặt mới.