En sistemes de potència,Transformadors d’aïllamentServiu com a components crítics per assegurar la seguretat dels equips i el funcionament estable. L’estabilitat de la tensió neutra-terra afecta directament la fiabilitat de tot el sistema. No obstant això, en aplicacions pràctiques, es produeix freqüentment una tensió neutra a terra excessivament elevada, cosa que no només pot danyar l'aïllament dels equips, sinó que també pot provocar incidents de seguretat. Aleshores, què causa aquest fenomen?
I. Relació entre el mode de terra del sistema i la tensió del punt neutre
1. Influència del mode de posada a terra neutra
El mode de posada a terra de punt neutre del transformador d’aïllament determina directament la distribució de la seva tensió a terra. En un sistema trifàsic de quatre fils, si el punt neutre no està directament a terra, quan es produeix una falla de posada a terra monofàsica al sistema, la tensió a terra de la fase no falla s’elevarà fins al nivell de tensió de la línia, donant lloc a un augment significatiu de la tensió del punt neutre a terra. Per exemple, en sistemes de 110kV i superiors, tot i que el punt neutre del transformador principal està equipat amb un interruptor de ganivet a terra, sovint es manté desconnectat durant el funcionament i només es basa temporalment durant el funcionament per limitar la sobretensió. Si l’interruptor de terra no està tancat a temps, la tensió del punt neutre a la terra pot arribar a √3 vegades la tensió de fase (és a dir, la tensió de línia), que amenaça greument l’aïllament de l’equip.
2. Resistència a terra anormal
La resistència a terra és un paràmetre clau que afecta la tensió del punt neutre a terra. Segons la norma, la resistència a terra dels transformadors de baixa tensió hauria de ser inferior o igual a 10Ω, i la dels transformadors d’alta tensió hauria de ser inferior o igual a 4Ω. Si l’elèctrode a terra està mal soldat, corroït o la resistivitat del sòl és massa alta, la resistència a terra superarà la norma. Per exemple, en un cas, l’elèctrode a terra del transformador es va trencar a causa de la mala soldadura, donant lloc a que la línia neutra s’energia quan la càrrega trifàsica era asimètrica, formant un voltatge de pas a prop de l’elèctrode a terra, provocant un accident de xoc elèctric. La resistència a terra excessiva també debilitarà la capacitat de descàrrega del corrent de falla, fent que la tensió del punt neutre continuï sent alta.
II. Defectes i falles de disseny del transformador
1. Ràtio de bobinatge i problemes de material bàsic
A l’hora de dissenyar un transformador, una proporció raonable dels enrotllaments primaris i secundaris o un desajust en la permeabilitat magnètica del nucli pot comportar una densitat de flux magnètica excessivament elevada i provocar saturació del nucli. En estat de saturació, el corrent d’excitació augmenta bruscament, la tensió secundària augmenta en conseqüència i la tensió del punt neutre a terra també pot ser anormal. Per exemple, a causa dels defectes de disseny del transformador en una subestació, la tensió de sortida va ser alta durant molt de temps, cosa que va provocar que l'equip es cremés.
2. Reacció en cadena de falles internes
Les falles internes com el mal contacte del canviador de l’aixeta i el curtcircuit entre girs enrotllats destruiran l’equilibri electromagnètic normal del transformador i provocaran fluctuacions de tensió de sortida. Per exemple, el mal contacte del canvi de tap pot provocar un sobreescalfament local, envelliment del material d’aïllament i un major agreujament de les anormalitats de tensió. A més, la presència de corrents harmònics també provocarà fluctuacions de tensió de terra zero. Els harmònics generats per càrregues no lineals (com els inversors) flueixen de nou a través de la línia neutra, fent que augmenti la tensió del punt neutre.
Iii. Interferència externa i entorn operatiu del sistema
1. Càrrega trifàsica desequilibrada
La distribució desigual de càrregues trifàsiques és una causa comuna de l’augment de la tensió del punt neutre a la terra. Quan la càrrega monofàsica és massa pesada, el corrent de la línia neutra augmenta. Si l’àrea de secció de la línia neutra és insuficient o la connexió és fluixa, la impedància de la línia neutra augmenta i la tensió del punt neutre al terra augmenta en conseqüència. Per exemple, a causa del greu desequilibri de la càrrega trifàsica en un parc industrial, alguns dels usuaris van superar la norma i els equips van fallar freqüentment.
2. Resonància de la graella i terra monofàsica
La ressonància de la graella pot causar sobretensió, donant lloc a un augment de la tensió punt a terra neutra. Per exemple, les línies de transmissió de llarga distància poden produir una sobretensió ressonant a causa de càrregues capacitives excessives, posant en perill l’aïllament del transformador. A més, si la falla de terra monofàsica no s’elimina en el temps, la tensió de la fase no falla augmentarà i la tensió punt a terra neutra també pot ser anormal.
3. Factors ambientals i envelliment dels equips
Factors ambientals com ara alta temperatura, humitat i corrosió acceleraran l’envelliment de l’aïllament del transformador i reduiran el seu voltatge de resistència. Per exemple, a causa de la corrosió de polvorització de sal, una subestació costanera va fer que el rendiment d’aïllament del transformador disminuís i la tensió de punt a terra neutre va ser alta durant molt de temps. A més, després que l’equip hagi estat en funcionament durant molt de temps, el material d’aïllament es pot trencar i caure, debilitant encara més el seu rendiment elèctric.
Iv. Manca de funcionament i gestió de manteniment i factors humans
1. Manteniment insuficient del sistema de posada a terra
El sistema de posada a terra no ha estat inspeccionat i mantingut durant molt de temps, cosa que pot provocar problemes com la resistència a terra i els cables de terra trencats. Per exemple, una empresa no va detectar regularment la resistència a la posada a terra, cosa que va provocar una fallada de terra del transformador, va augmentar anormalment la tensió del punt neutre a terra i, finalment, va provocar accidents de crema d’equips.
2. Funcionament inadequat i configuració de protecció inadequada
Els factors humans com el funcionament en fase no plena dels interruptors de circuits i la negativa dels dispositius de protecció també poden causar una tensió excessiva de punts neutres a terra. Per exemple, si el punt neutre de 110kV i els transformadors superiors no es fonamenta abans de la interrupció elèctrica i l’alimentació, es pot generar sobretensió a causa del funcionament asíncron dels interruptors de circuit, posant en perill l’aïllament del transformador. A més, si el punt neutre deTransformadors d’aïllament classificatsNo està equipat amb arrestats llamps ni buits de sobretensió, sinó que també es pot danyar per sobretensió.
V. Solucions i mesures preventives
1. Optimitzar el disseny del sistema de terra
Utilitzeu la posada a terra de punt neutre directe o de baixa impedància per controlar estrictament la resistència a la posada a terra dins del rang estàndard. Establir un mecanisme de detecció regular, centrar -se en comprovar els perills ocults com ara el trencament de filferro i la corrosió del punt de connexió i assegurar -se que el sistema de posada a terra continua sent efectiu.
2. Enfortir el control del saldo de càrrega
A través del sistema de control en temps real de càrrega trifàsic, ajusteu dinàmicament la distribució de càrrega de cada fase per evitar la sobrecàrrega del funcionament dels equips monofàsics. Es pot introduir un dispositiu de nivell intel·ligent per aconseguir un equilibri automàtic de corrents trifàsics, reduint fonamentalment el risc de corrent neutre anormal.
3. Actualització de la tecnologia de control harmònic
Instal·leu filtres harmònics especials a l’extrem de càrrega no lineal, com ara els inversors i la il·luminació LED per suprimir eficaçment els corrents harmònics d’alt ordre. La pràctica d’un gran centre de dades demostra que aquesta mesura pot reduir més del 60%la tensió neutra-terra, millorant significativament la qualitat de l’alimentació.
4. Millora el sistema de protecció d’aïllament
Implementar la doble protecció per al punt neutre del transformador d’aïllament classificat: instal·leu els arrestadors d’òxid de metall i els dispositius de bretxa de descàrrega per construir una barrera de protecció sobre sobretensió. Configura sincrònica protecció de corrent de seqüència zero i dispositius de protecció de tensió de seqüència zero per formar un mecanisme d’eliminació ràpida de falles.
5. Construeix un sistema de funcionament i manteniment refinat
Formuleu un sistema d’inspecció trimestral per a transformadors i sistemes de posada a terra, centrat en l’enregistrament de les dades de fluctuació de la tensió puntual neutra. Establiu un mecanisme de resposta de tres nivells per a dades anormals: anàlisi preliminar completa en 24 hores, formuleu plans de rectificació en 48 hores i elimineu els perills ocults en un termini de 72 hores. Realitzeu regularment les habilitats de funcionament i manteniment per reforçar les especificacions del funcionament dels equips i les capacitats de resposta d’emergència.
Vi. Conclusió
La tensió punt a terra excessivament alta del transformador d’aïllament és el resultat de l’efecte combinat de diversos factors, i cal prendre mesures completes de diversos aspectes com el disseny del sistema, la selecció d’equips, l’entorn operatiu i la gestió de funcionament i manteniment. Optimitzant el sistema de posada a terra, equilibrant la càrrega trifàsica, suprimint la interferència harmònica, millorant la configuració de protecció i reforçant la gestió del funcionament i el manteniment, es pot reduir eficaçment la tensió punt a terra neutra per garantir el funcionament segur i estable del sistema d’alimentació.
Jiangsu Yawei Electric Co., Ltd. ha estat profundament involucrat en el camp de la fabricació d'equips d'energia durant molts anys. La companyia sempre ha considerat la innovació com la força principal del desenvolupament, centrada en la innovació de la investigació i el desenvolupament i la millora de la qualitat de la qualitat deTecnologia del transformador d’aïllament. Tenim un equip professional i experimentat, una forta força tècnica i equipat amb equips de producció avançats. Podem personalitzar amb precisió els productes de transformadors d’alta qualitat segons les necessitats personalitzades dels clients i satisfer completament les necessitats d’aplicació d’energia en diversos escenaris complexos.
Aquí, convidem sincerament i esperem establir una col·laboració estratègica amb vosaltres per treballar junts per crear un futur més brillant.
Correu electrònic: luna@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 15206275931
