جریان های اتصال کوتاه). وقتی خنثی ترانسفورماتور wye / wye زمین گرفت ، دیگر
اگر بانک سه فاز مبتنی بر زمین به طور مساوی روی سه بار آن بارگیری نشود ، ممکن است اتفاق بیفتد
فازها ، جریانهای جاری در بانک و در نتیجه شارژها لغو نخواهند شد
به صفر اگر بانک یک ترانسفورماتور هسته ای سه پا باشد ، شار حاصل مجبور خواهد شد
خارج از هسته جریان یابد. تحت این شرایط ، این شار مجبور می شود در مخزن جریان یابد
ترانسفورماتور ، بنابراین باعث می شود که جریانی در آن گردش کند ، که می تواند باعث ایجاد بیش از حد شود
اگر عدم تعادل به اندازه کافی بزرگ باشد ، بیش از حد گرم می شود. رویکرد دیگر استفاده از بانک ها است
از سه واحد تک فاز یا ترانسفورماتورهای هسته ای سه فاز ، پنج اندام تشکیل شده است. چه زمانی
از واحدهای تک فاز استفاده می شود ، شار هر فاز به هسته مربوطه محدود می شود.
در مورد هسته پنج اندام ، دو اندام اضافی مسیر باقی مانده را فراهم می کند
شار ناشی از عدم تعادل
• محدود کردن ظرفیت کابل با محدود کردن طول کابل. این یک تکنیک عملی نیست.
• سوئیچینگ سریع سه فاز برای جلوگیری از طولانی شدن اتصالات یک و دو فاز. این یک مثر است
اما رویکرد گران
• استفاده از کابل های با ظرفیت پایین
شراره های خورشیدی و سایر پدیده های خورشیدی می توانند باعث نوسانات گذرا در مغناطیسی زمین شوند
زمینه (به عنوان مثال ، Bearth)
.0.6 gauss¼60 μT). وقتی این نوسانات شدید باشد ، بسیار زیاد است
به طوفان های ژئومغناطیسی معروف است و از نظر بصری به عنوان شفق قطبی در شمال مشهور است
نیمکره و به عنوان شفق قطبی در نیمکره جنوبی (شکل 2.42).
این تغییرات میدان ژئومغناطیسی باعث ایجاد پتانسیل سطح زمین (ESP) می شود
جریان های القایی مغناطیسی (GIC) برای جریان در مقیاس بزرگ 50 یا 60 هرتز الکتریکی
سیستم های قدرت. GIC ها از طریق خنثی های زمینی به سیستم قدرت وارد و خارج می شوند
ترانس های متصل به wye که در انتهای مخالف یک انتقال طولانی قرار دارند
خط علل و ماهیت طوفان های ژئومغناطیسی و اثرات ناشی از آن در الکتریکی
سیستم های بعدی در ادامه توضیح داده خواهد شد.
باد خورشیدی پلاسمای پروتون ها و الکترون هایی است که به دلیل آن از خورشید ساطع می شود
• شراره های خورشیدی ،
• سوراخ های تاجی ، و
• رشته های ناپدید شده.
ذرات باد خورشیدی به طرز پیچیده ای با میدان مغناطیسی زمین ارتباط برقرار می کنند
برای تولید جریان های شفق که مسیرهای دایره ای را دنبال می کنند (شکل 2.42 را ببینید) در اطراف ژئومغناطیسی
قطب ها در ارتفاع 100 کیلومتری یا بیشتر. این جریان های شفق دارای نوساناتی در
میدان مغناطیسی زمین (ΔB¼ 500 nT¼ 0.5 μT) که ژئومغناطیسی نامیده می شوند
طوفان ها وقتی شدت کافی داشته باشند.
2.6.3 چرخه های لکه خورشیدی و چرخه های اختلال ژئومغناطیسی
به طور متوسط ، فعالیت خورشیدی که با تعداد ماهانه لکه های خورشید اندازه گیری می شود ، 11 ساله را دنبال می کند
چرخه [46–53]. آخرین چرخه لکه خورشیدی 23 حداقل در سپتامبر 1997 و اوج آن بود
در سال 2001–2002. بیشترین طوفان های ژئومغناطیسی به احتمال زیاد به دلیل شعله ور شدن و رشته است
حوادث فوران و می تواند در هر زمان از چرخه رخ دهد. ژئومغناطیسی شدید
طوفان در 13 مارس 1989 (سیستم هیدرو کبک با 21.5 گیگاوات خراب شد) بدیهی است
یک نمونه بارز
2.6.4 پتانسیل سطح زمین (ESP) و القایی ژئومغناطیسی
جریان (GIC)
جریان های شفق که ناشی از ذرات ساطع شده از خورشید هستند با مغناطیسی زمین ارتباط برقرار می کنند
میدان و تولید نوسانات در میدان مغناطیسی زمین Bearth. زمین یک است
کره ای را که تصدیق می کند ناهمگن است ، تجربه می کند (یا حداقل بخشهایی)
از آن) یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان. بخشهایی از زمین که در معرض
میدان مغناطیسی متغیر با زمان ، دارای شیب بالقوه الکتریکی (ولتاژ) است ،
که به آنها پتانسیل سطح زمین (ESP) گفته می شود. روشهای تحلیلی توسعه یافته است
برای برآورد ESP بر اساس داده های نوسانات میدان ژئومغناطیسی و چند لایه مدل رسانایی زمین: مقادیری در محدوده 1.2-6 ولت در کیلومتر یا 2-10 ولت در مایل می تواند باشد
در طی طوفان های ژئومغناطیسی شدید در مناطق با رسانایی کم زمین به دست آمده است. کم
رسانایی زمین (مقاومت بالا) در مناطق زمین شناسی سنگ آذرین رخ می دهد (به عنوان مثال ،
منطقه کوه راکی). بنابراین ، سیستم های قدرت در مناطق زمین شناسی سنگی آذرین واقع شده است
حساس ترین به اثرات طوفان ژئومغناطیسی هستند.
سیستم های برق از طریق خنثی های زمینی در معرض ESP قرار می گیرند
ترانس های متصل به wye که ممکن است در انتهای مخالف خطوط انتقال طولانی قرار داشته باشند.
ESP در نهایت به عنوان یک منبع ولتاژ ایده آل تحت تأثیر خنثی زمینی عمل می کند
نقاط و به دلیل فرکانس ESP یک تا چند میلی هرتز ، GIC های حاصل
با تقسیم ESP با مقاومت DC معادل موازی می توان تعیین کرد
سیم پیچ ترانسفورماتور و هادی های خط بین دو نقطه زمین خنثی.
GIC یک جریان نیمه مستقیم است ، در مقایسه با 50 یا 60 هرتز ، و مقادیر GIC بیش از 100 است
A در خنثی های ترانسفورماتور اندازه گیری شده است [46–53].
قانون آمپر برای محاسبه جریان شفق قطبی شکل 2.42 þ معتبر است
ج
ح
!
J d l
!
¼
ð
س
ج
!
dS
!
: (2-48)
2.6.5 اثرات سیستم قدرت GIC
GIC باید از طریق اتصالات خنثی زمینی به سیستم های قدرت وارد و خارج شود
ترانسفورماتورها یا ترانسفورماتورهای متصل به wye. هر مرحله GIC می تواند چندین برابر باشد
بزرگتر از rms جریان مغناطیسی AC یک ترانسفورماتور است. نتیجه خالص
یک تعصب DC در شار هسته ترانسفورماتور است ، و در نتیجه سطح اشباع نیم سیکل بالا است
[40،54] این اشباع نیم سیکل ترانسفورماتورهای فعال در یک سیستم قدرت است
منبع تقریباً تمام مشکلات عملیاتی و تجهیزات ناشی از GIC در طول مغناطیسی است
طوفان (تقاضای توان راکتیو و افت ولتاژ مربوط به آن). عواقب مستقیم
از اشباع ترانسفورماتور نیم سیکل هستند
• ترانسفورماتور منبع غنی هارمونیک های زوج و فرد می شود.
• افزایش زیادی در توان القایی (VAr) کشیده شده توسط ترانسفورماتور رخ می دهد و منجر به
افت ولتاژ بیش از حد و
• اثرات شار نشت بزرگ ولگرد در اثر محلی سازی بیش از حد (به عنوان مثال ، مخزن) رخ می دهد
گرم کردن
تعدادی از اثرات ناشی از تولید سطوح بالای هارمونیک توسط
ترانسفورماتور قدرت سیستم ، از جمله
• گرم شدن بیش از حد بانک های خازن ،
- سو mis استفاده احتمالی رله ها ،
• ولتاژهای پایدار در انرژی طولانی مدت ،
• جریان قوس ثانویه بالاتر هنگام سوئیچینگ تک قطبی ،
• ولتاژ بازیابی قطع کننده مدار بالاتر ،
• اضافه بار فیلترهای هارمونیک ترمینال های مبدل ولتاژ بالا DC (HVDC) و
• اعوجاج شکل موج ولتاژ AC که ممکن است منجر به از دست رفتن انتقال قدرت شود.
VArs القایی افزایش یافته توسط ترانسفورماتورهای سیستم در طول اشباع نیم سیکل کشیده شده است
برای ایجاد فشار غیرقابل تحمل ولتاژ سیستم ، نوسانات غیرمعمول در مگاوات و. کافی هستند
خطوط انتقال MVArflowon و مشکلاتی در محدودیت های ژنراتور VAr در برخی موارد.
2.6.6 مدل سیستم برای محاسبه GIC
ESP و GIC به دلیل توفانهای ژئومغناطیسی دارای فرکانسهایی در محدوده مگاهرتز و
در مقایسه با فرکانس های سیستم قدرت 50 و 60 هرتز به صورت شبه DC ظاهر می شوند. بنابراین
مدل سیستم اساساً یک مدل مسیر رسانای DC است که در آن منابع ولتاژ ESP ،
بصورت سری با مقاومتهای مات ، ایستگاه ، مقاومت ترانس و خط انتقال
مقاومت ، بین زمین های خنثی تمام ترانسفورماتورهای زمین گیر تحت تأثیر قرار می گیرند.
اگرچه شباهتهایی بین مسیرهای دنبال شده توسط GIC و توالی صفر وجود دارد
جریان در یک سیستم قدرت ، همچنین تفاوت های مهمی در توپوگرافی پیوندی وجود دارد
نمایندگی ترانسفورماتورها در دو نمونه مدل های ترانسفورماتور GIC هستند
مربوط به مقادیر واکنش نشت نیست ، بلکه فقط به مسیرهای عبور از ترانسفورماتور مربوط می شود
که می تواند توسط جریان DC دنبال شود. بنابراین ، پیکربندی شبکه با توالی صفر
از یک شبکه خط انتقال AC نمی توان مستقیماً برای تعیین GIC استفاده کرد.
خطوط انتقال را می توان برای تعیین GIC با استفاده از پیامد مثبت آنها مدل کرد
مقادیر مقاومت با ضریب تصحیح کوچک برای محاسبه تفاوت ها
بین مقاومتهای AC و DC به دلیل اثرات پوستی ، مجاورت و از دست دادن مغناطیسی. یک ساده
شبکه سه فاز در شکل 2.43 و معادل DC برای تعیین نشان داده شده است
GIC توسط شکل 2.44 [46–54] نشان داده شده است. نمادهای مورد استفاده به شرح زیر است:
[46-54] بعد از برخی خرابی های سیستم برق کار زیادی انجام شده است
طی 20 سال گذشته مهمترین یافته این است که سه اندام ، سه فاز است
ترانسفورماتورهایی با واکنش دهنده های توالی صفر کوچک - که به شکاف هوای نسبتاً زیادی احتیاج دارند
بین هسته آهن و مخزن آهن جامد - حداقل تحت تأثیر ژئومغناطیسی قرار می گیرند
جریان ها
2.6.8 نتیجه گیری در مورد GIC
طوفان های ژئومغناطیسی به طور طبیعی پدیده هایی هستند که می توانند بر برق تأثیر منفی بگذارند
سیستم های قدرت. فقط طوفان های شدید اثرات سیستم قدرت را ایجاد می کنند. سیستم های قدرت در
عرض های شمالی که در مناطقی با مقاومت زمین شناسی بالا (سازه های سنگ آذرین) قرار دارند
حساس ترند ترانسفورماتور سه اندام ، سه فاز با شکاف های بزرگ
بین هسته آهن و مخزن اجازه می دهد تا GIC ها جریان داشته باشند اما اثرات مخرب آنها را سرکوب می کنند
مانند تقاضای VAr [39،46–54]. روشهای کاهش بخش 2.6.7 بوده است
اجرا شده و به همین دلیل اکنون یک فروپاشی بزرگ در سیستم های قدرت به دلیل ژئومغناطیسی رخ داده است
می توان از طوفان جلوگیری کرد. این نمونه ای از چگونگی تحقیق می تواند به افزایش میزان کمک کند
قابلیت اطمینان سیستم های قدرت.
2.7 زمین گیری
زمین مناسب سیستم برق برای ایمنی پرسنل ، محافظت از تجهیزات ،
و پیوستگی برق به بارهای الکتریکی. باید توجه ویژه شود
محل اتصال به زمین و وسیله ای برای به حداقل رساندن جریانات زمینی در گردش و همچنین
سنجش خطای زمین. سیستم های قدرت الکتریکی به دو نوع زمین نیاز دارند ، یعنی
زمین سیستم و زمین تجهیزات هر کدام توابع خاص خود را دارند .
