የ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ የመሬት አቀማመጥ ዘዴዎች ምርጫ እና ጥበቃ ውቅር ማመቻቸት

መግቢያ

በከፍተኛ ቮልቴጅ የኃይል ስርዓቶች ውስጥ፣ የትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ የመሬት አቀማመጥ ዘዴ የስርዓት ደህንነትን፣ አስተማማኝነትን እና መረጋጋትን የሚነካ ወሳኝ ነገር ነው። ለ110kV የኃይል ስርዓቶች፣ የገለልተኛ ነጥብ የመሬት አቀማመጥ ዘዴ ምርጫ በቀጥታ የመሳሪያዎችን የኢንሱሌሽን ደረጃዎች፣ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ ጥበቃን፣ የዝውውር መከላከያ ውቅርን እና የኃይል አቅርቦት አስተማማኝነትን ይነካል። በቻይና፣ 110kV ስርዓቶች በተለምዶ የሚከተሉትን ይጠቀማሉ በከፊል ውጤታማ የመሬት አቀማመጥ ዘዴአንዳንድ የትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥቦች በቀጥታ መሬት ላይ ሲሆኑ ሌሎቹ ደግሞ መሬት ላይ ሳይወድቁ ይቀራሉ፣ ይህም የአንድ-ደረጃ የአጭር-ዑደት ሞገዶችን ለመገደብ ያለመ ሲሆን ከመጠን በላይ የቮልቴጅ አደጋዎችን ይከላከላል።

ይህ ጽሑፍ የተለያዩ የ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ የነጥብ መሬት ዘዴዎችን ባህሪያት፣ ጥቅሞች እና ገደቦችን ይተነትናል፣ ምርጥ የመከላከያ ውቅር ስልቶችን ይዳስሳል፣ እና የወደፊት የልማት አዝማሚያዎችን ያቀርባል።

ለ110kV ትራንስፎርመሮች 1 ቁልፍ ገለልተኛ ነጥብ የመሬት አቀማመጥ ዘዴዎች

1.1 ቀጥተኛ መሬት

ቀጥተኛ መሬት መስጠትየትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ ከምድር ጋር ቀጥተኛ ግንኙነትን ያመለክታል። ይህ ዘዴ ገለልተኛውን የነጥብ አቅም በብቃት ያስተካክላል፣ በአንድ-ደረጃ የመሬት ጥፋት ወቅት፣ የፍፁም ያልሆነው የቮልቴጅ ጭማሪ ከደረጃ ቮልቴጅ 1.4 እጥፍ እንደማይበልጥ ያረጋግጣል። ይህም የመሳሪያዎችን የመከላከያ መስፈርቶችን ለመቀነስ እና ወጪዎችን ለመቀነስ ይረዳል።

ሆኖም ግን፣ አንድ ጉልህ የሆነ ጉድለት አለ በጣም ከፍተኛ ነጠላ-ደረጃ የመሬት ጥፋት ፍሰት(እስከ ብዙ ሺህ አምፔሮች)፣ ይህም የወረዳ መቆራረጥ አቅምን እና የስርዓት መረጋጋትን ሊጎዳ ይችላል። ስለዚህ፣ ፈጣን የስህተት ማስወገድ አስፈላጊ በሚሆንበት በ110kV እና ከፍተኛ የቮልቴጅ ስርዓቶች ውስጥ ቀጥተኛ መሬት መስጠት በአጠቃላይ ጥቅም ላይ ይውላል።

1.2 መሬት የሌለው ገለልተኛ

በ መሬት የሌለው ስርዓትየትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ ከምድር ተሸፍኗል። አንድ-ደረጃ የመሬት ጥፋት ሲከሰት የብልሽቱ ፍሰት በጣም ትንሽ ነው (በዋነኝነት የስርዓቱን አቅም ያለው ጅረት)፣ ስርዓቱ ለአጭር ጊዜ (በተለምዶ እስከ 2 ሰዓታት) መስራቱን እንዲቀጥል ያስችለዋል። ይህ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል። የኃይል አቅርቦት አስተማማኝነት.

ይሁን እንጂ፣ ባልተገነቡ ስርዓቶች ውስጥ፣ ነጠላ-ደረጃ የመሬት ጉድለቶች የችግር-አልባው የደረጃ ቮልቴጅ ወደ መስመር ቮልቴጅ ደረጃ እንዲወጣ ሊያደርጉ ይችላሉ። መከላከያው ደካማ ከሆነ፣ ይህ ወደ መበላሸት ሊያመራ ይችላል፣ ይህም ወደ ደረጃ-ወደ-ደረጃ ስህተት ሊያድግ ይችላል። በተጨማሪም፣ የተቆራረጠ ቅስት መሬት ማመንጨት ሊፈጥር ይችላል ቅስት ከመጠን በላይ ቮልቴጅ, የደረጃ ቮልቴጅ ከ3-3.5 እጥፍ የሚደርስ ሲሆን ይህም ለትራንስፎርመር መከላከያ ስጋት ይፈጥራል።

1.3 በአነስተኛ ኢምፔዳንስ አማካኝነት መሬት ላይ ማረፍ

የቀጥታ መሬት እና መሬት የሌላቸው ስርዓቶችን ጥቅሞች እና ጉዳቶች ለማመጣጠን፣ የኢምፔዳንስ መሬት ዘዴብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል። ይህም በትንሽ ተቃውሞ ወይም በትንሽ ሬአክታንስ አማካኝነት መሬትን መጣልን ያካትታል።

• አነስተኛ የመቋቋም መሬትየብልሽት ጅረትን ወደ በርካታ መቶ አምፔሮች ይገድባል፣ ይህም በስርዓቱ ላይ ያለውን ተጽእኖ ይቀንሳል፣ ፈጣን የመከላከያ አሠራርን ያስችላል። ይህ ዘዴ ከመጠን በላይ ቮልቴጅዎችን ውጤታማ በሆነ መንገድ ያግዳል እና ትላልቅ የካፓሲቲቭ ጅረቶች ላሏቸው የኬብል ከፍተኛ ስርጭት ኔትወርኮች ተስማሚ ነው።
• አነስተኛ የሪአክታንስ መሬት ማልማትየስርዓቱን የካፓሲቲቭ ጅረት በኢንዳክቲቭ ጅረት ማካካስ ይችላል፣ ይህም የአርክ ሪግሬሽን እድልን ይቀንሳል። ይህ ዘዴ ብዙውን ጊዜ እንደ ካሳ የተገኘ የመሬት አቀማመጥ ዘዴ ተደርጎ ይቆጠራል።

በአነስተኛ ኢምፔዳንስ አማካኝነት መሬትን መገንባት የቀጥታም ሆነ የመሬት ላይ ያልሆኑ ስርዓቶችን ጥቅሞች ያጣምራል፣ ይህም ከመጠን በላይ ቮልቴጅን መገደብ እና በአንጻራዊነት ከፍተኛ የኃይል አቅርቦት አስተማማኝነትን ይሰጣል። በተለይም ከፍተኛ አቅም ባላቸው ወይም ከፍተኛ የኃይል ጥራት በሚያስፈልጋቸው በ110kV ስርዓቶች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።

ለ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥቦች 2 የመከላከያ ውቅር

2.1 ከመጠን በላይ የቮልቴጅ አደጋዎች

የ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ የኢንሱሌሽን ደረጃ በተለምዶ ነው ከፊል-ኢንሱሌትድየሚቋቋም የቮልቴጅ ደረጃ ያለው ሲሆን የመስመር መጨረሻው አንድ ሶስተኛ ብቻ ነው። ይህ ገለልተኛውን ነጥብ ለከፍተኛ ቮልቴጅ ጉዳት ተጋላጭ ያደርገዋል። ዋና ዋና የከፍተኛ ቮልቴጅ ዓይነቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

• የኃይል ፍሪኩዌንሲ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ፦ ከመስመር መቀያየር፣ ከአቻ ያልተመጣጠነ አጭር ዑደት ወይም ድንገተኛ የጭነት መጥፋት የሚመጣ።
• የሬዞናንስ ኦቨርቮልቴጅ፦ በስርዓት ክወናዎች ወይም ጉድለቶች ወቅት በኢንዳክቲቭ እና በካፓሲቲቭ አካላት መካከል ባሉ ግንኙነቶች ምክንያት በሚከሰቱ ውዝዋዜዎች ምክንያት የሚከሰት።
• ከመጠን በላይ ቮልቴጅን መቀየር፦ የወረዳ መቆራረጫዎች በሚከፈቱበት ወይም በሚዘጉበት ጊዜ መግነጢሳዊ እና ኤሌክትሮስታቲክ ኃይል በመቀየር የሚመጣ።
• የመብረቅ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ፦ በመብረቅ ብልጭታዎች ምክንያት የሚከሰት፣ በከፍተኛ ስፋት እና በአጭር ጊዜ የሚገለጽ።

2.2 የተለመዱ የመከላከያ መሳሪያዎች

የትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብን ለመጠበቅ የሚከተሉት የመከላከያ መሳሪያዎች በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላሉ፡

• ሰርገርስ አሬዘርስ፦ እነዚህ የመብረቅ ከመጠን በላይ ቮልቴጅን እና የተወሰኑ የመቀየሪያ ከመጠን በላይ ቮልቴጅዎችን ይገድባሉ። ሆኖም ግን፣ መደበኛ የመጨመሪያ መከላከያዎች ብዙውን ጊዜ ለ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥቦች ዝቅተኛ የኢንሱሌሽን ደረጃ በቂ አይደሉም፣ ይህም ምርጫን ፈታኝ ያደርገዋል።
• የመገለል ክፍተቶች፦ እነዚህ ከኃይል ድግግሞሽ እና ከሬዞናንስ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ ይከላከላሉ። ከመጠን በላይ ቮልቴጅ ሲከሰት፣ ክፍተቱ ይሰበራል፣ ይህም የቮልቴጅ መጨመርን ለመገደብ ገለልተኛውን ነጥብ ያፈርሳል። አንድ ችግር የክፍተት ርቀትን በትክክል ለማስተካከል ያለው ችግር ሲሆን ይህም ወደ መከላከያ አለመጣጣም ሊያመራ ይችላል።
• የሰርገት አሬስተር እና ክፍተት ትይዩ ግንኙነት፦ ይህ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውል የመከላከያ ዘዴ ነው። የመብረቅ መቆጣጠሪያው የመብረቅ መቆጣጠሪያውን (surge arrester) ከመጠን በላይ ቮልቴጅን ያስተናግዳል፣ ክፍተቱም የኃይል ፍሪኩዌንሲ እና የሬዞናንስ ከመጠን በላይ ቮልቴጅን ይመለከታል። ክፍተቱ የመብረቅ መቆጣጠሪያውን ከመጠን በላይ የኃይል ፍሪኩዌንሲ (surge arrester) ከመበላሸቱ ሊከላከሉ ከሚችሉት ከፍተኛ የኃይል ፍሪኩዌንሲ (overvoltages) ይከላከላል። ይህ አካሄድ ተጨማሪ ጥቅሞችን ይሰጣል።

2.3 የሪሌይ መከላከያ ውቅር

ለ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ የሪሌይ መከላከያ በዋናነት የሚከተሉትን ገጽታዎች ያካትታል፡

• የዜሮ-ቅደም ተከተል የአሁኑ ጥበቃ፦ በቀጥታ መሬት ላይ ላሉ ትራንስፎርመሮች፣ የዜሮ ቅደም ተከተል ያለው የጅረት መከላከያ የመሬት ጉድለቶችን በፍጥነት ለማስወገድ የተዋቀረ ነው። መከላከያው ብዙውን ጊዜ በክፍሎች የተከፈለ ሲሆን፣ ለስህተት አካባቢያዊነት አጭር ጊዜ መዘግየቶች እና የትራንስፎርመሩን ሁሉንም ጎኖች ለማደናቀፍ ረዘም ያለ ጊዜ መዘግየቶች አሉት።
• የዜሮ-ተከታታይ ቮልቴጅ ጥበቃ እና የክፍተት ጅረት ጥበቃ: መሬት ላይ ላልተገነቡ ትራንስፎርመሮች፣ የዜሮ ቅደም ተከተል ቮልቴጅ ጥበቃ እና የክፍተት የአሁኑ ጥበቃ ይዘጋጃሉ። የመሬት ችግር ሲስተሙ የመሬት ነጥቡን እንዲያጣ ሲያደርግ፣ ይህም ወደ ገለልተኛ የነጥብ ቮልቴጅ መጨመር ሲመራ፣ ክፍተቱ ይሰበራል። የክፍተት የአሁኑ ጥበቃ ወይም የዜሮ ቅደም ተከተል ቮልቴጅ ጥበቃ ትራንስፎርመሩን በሁሉም ጎኖች ለማደናቀፍ በጊዜ መዘግየት (0.3–0.5 ሰከንድ) ይሰራል።
• የመጠባበቂያ ጥበቃ ቅንጅት፦ የምርጫ ችሎታን ለማረጋገጥ፣ የዜሮ ቅደም ተከተል ጥበቃ የጊዜ መዘግየቶች መቀናጀት አለባቸው። ለምሳሌ፣ በትራንስፎርመር ላይ የመጠባበቂያ ጥበቃ የጊዜ መዘግየቱ ከሚደገፈው የመስመር መከላከያ የበለጠ መሆን አለበት።

3 የማመቻቸት ምክሮች እና የጉዳይ ትንተና

3.1 የባህላዊ ዘዴዎች ገደቦች

ጥቅም ላይ ሲውል ከክፍተቶች ጋር ትይዩ የሆኑ የጭረት መያዣዎችይህ አካሄድ የተለመደ ነው፣ በርካታ ድክመቶችም አሉት፤ እነሱም፡-

• በSurge Arrester ምርጫ ላይ አስቸጋሪነት፦ ለ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥቦች ከፍተኛ ቀጣይነት ያለው የአሠራር ቮልቴጅ እና ዝቅተኛ የመብረቅ ግፊት ቀሪ ቮልቴጅ መስፈርቶችን የሚያሟሉ መደበኛ የመሳብ መቆጣጠሪያ መሳሪያዎችን ማግኘት ፈታኝ ነው።
• በክፍተት አቀማመጥ ውስጥ ያሉ ተግዳሮቶችየአየር ክፍተት መበላሸት ቮልቴጅ ለተበታተነ ሁኔታ የተጋለጠ ሲሆን ይህም የክፍተት ክዋኔውን "የመሬት መጥፋት" እና "ከመሬት ጋር" ለሚፈጠረው የስህተት ሁኔታ በትክክል ማስተባበር አስቸጋሪ ያደርገዋል።
• የሪሌይ ጥበቃ ውስብስብነት፦ "የመሬት መጥፋት" (እንደ ዜሮ-ተከታታይ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ እና የክፍተት ከመጠን በላይ መከላከያ ያሉ) መከላከል ሊበላሽ ይችላል፣ ይህም ተጨማሪ የማገጃ መስፈርቶችን ያስገድዳል፣ ይህም ውስብስብነትን ይጨምራል እና አስተማማኝነትን ይቀንሳል።

3.2 በአነስተኛ ሪአክታንስ አማካኝነት የመሬት አቀማመጥ ጥቅሞች

ጥናቶችና ልምዶች እንደሚያሳዩት ገለልተኛውን ነጥብ በትንሽ ምላሽ ሰጪነት መሰረት ማድረግከባህላዊ ከፊል የመሬት አቀማመጥ ዘዴዎች ጋር ሲነፃፀሩ ጉልህ ጥቅሞችን ይሰጣል፡

• የተቀነሰ የኢንሱሌሽን ደረጃ መስፈርቶችአነስተኛ የሪአክታንስ መሬትን ከተጠቀሙ በኋላ፣ የትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ የኢንሱሌሽን ደረጃ ከ35kV ወደ 20kV ሊቀንስ ይችላል፣ ይህም የመጨናነቅ መከላከያዎችን እና ክፍተቶችን አስፈላጊነት ያስወግዳል እና የመከላከያ ውቅርን ቀላል ያደርገዋል።
• የተዋሃደ የመሬት አቀማመጥ ሁነታ፦ ይህ ዘዴ የተነጠለ ያልተገነባ ስርዓት እንዳይከሰት ያስወግዳል፣ ይህም ተያያዥ ጥበቃን ቀላል ለማድረግ ወይም ችላ ለማለት ያስችላል፣ በዚህም አስተማማኝነትን ያሻሽላል።
• የጥቅማ ጥቅሞችን ማቆየት፦ እንደ ቀላል እና አስተማማኝ የዜሮ-ቅደም ተከተል ጥበቃ ያሉ ከፊል የመሬት አቀማመጥ ጥቅሞችን ይጠብቃል፣ ነጠላ-ደረጃ የአጭር-ዑደት ሞገዶችን ይገድባል።

3.3 የጉዳይ ጥናት ትንተና

ለምሳሌ የ110kV ተርሚናል ሰብስቴሽን ትራንስፎርሜሽን ነው። የመጀመሪያው ዲዛይን የተጠቀመው ከክፍተት ጋር ትይዩ የሆነ የጭረት መቆጣጠሪያለገለልተኛ ነጥብ ጥበቃ። ሆኖም፣ አነስተኛ የሪአክታንስ መሬት አጠቃቀምን ከተቀበሉ በኋላ፣ የትራንስፎርመር ገለልተኛ ነጥብ የኢንሱሌሽን ደረጃ መስፈርት ቀንሷል፣ የመከላከያ መሳሪያዎች ቀለል ተደርገዋል፣ እና የአሠራር አስተማማኝነት ተሻሽሏል። ስሌቶች እንደሚያሳዩት የመሬት መቋቋም የብልሽት ጅረቱን ወደ ጥቂት መቶ አምፔሮች ሊገድብ ይችላል፣ እና የዜሮ-ቅደም ተከተል ጥበቃ በቀላሉ ሊቀናጅ ይችላል።

ሌላኛው ጉዳይ በ110kV የኤሌክትሪክ ማከፋፈያ ጣቢያ ላይ የደረሰ ብልሽት ሲሆን፣ በመጪው መስመር ላይ የነበረው ጊዜያዊ ነጠላ-ደረጃ የመሬት ብልሽት ገለልተኛ የነጥብ ክፍተት መበላሸት እና የትራንስፎርመር መሰናከል አስከትሏል። ትንታኔው እንደሚያሳየው የመስመር ብልሽቱ ጊዜያዊ ቢሆንም፣ የመስመር ብልሽቱ ጊዜያዊ ቢሆንም፣ ከብዙ ቁጥር ያላቸው አሲኖንትሪክ ሞተሮች የተሰጡ ግብረመልሶችበጭነት በኩል ለቅልቱ ኃይል በመስጠት ስህተቱን ይቋቋማል። ይህ የሚያሳየው ጉልህ የሞተር ጭነቶች (ተመጣጣኝ ምንጮች) ላሏቸው ትራንስፎርመሮች፣ በዲዛይን ደረጃው ውስጥ ዜሮ-ተከታታይ ከመጠን በላይ ፍሰት፣ የክፍተት ፍሰት እና የዜሮ-ተከታታይ ቮልቴጅ ጥበቃን ጨምሮ ሙሉ ገለልተኛ የነጥብ ጥበቃ አስፈላጊ መሆኑን ነው።

4 መደምደሚያ እና አመለካከት

የ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ የነጥብ መሬት ዘዴ እና የመከላከያ ውቅር መምረጥ የስርዓት መዋቅርን፣ የጭነት ባህሪያትን እና የአስተማማኝነት መስፈርቶችን ግምት ውስጥ ማስገባት የሚጠይቅ ባለብዙ ገጽታ ተግባር ነው። ባህላዊው ከፊል የመሬት አቀማመጥ ዘዴ ከከፍተኛ ማራገቢያዎች እና ክፍተቶች ጋር የተጣመረ ቢሆንም፣ በመሳሪያ ምርጫ እና ቅንጅት ቅንብር ላይ ተግዳሮቶች ያጋጥሙታል። አነስተኛ የሪአክታንስ መሬት ዘዴተስፋ ሰጪ አማራጭን ይሰጣል፣ የኢንሱሌሽን መስፈርቶችን ሊቀንስ፣ ጥበቃን ቀላል ማድረግ እና አስተማማኝነትን ማሻሻል።

የወደፊት የልማት አዝማሚያዎች በሚከተሉት ዘርፎች ላይ ያተኩራሉ፡

• የአዳዲስ መሳሪያዎች አተገባበር፦ እንደ የተዋሃዱ ክፍተቶች ወይም ከጭረት መቆጣጠሪያ ጋር በትይዩ ጥቅም ላይ የሚውሉ ቁጥጥር የሚደረግባቸው ክፍተቶች፣ ይህም የመከላከያ አስተማማኝነትን እና ትክክለኛነትን ያሻሽላል።
• የዲጂታል ጥበቃ ቴክኖሎጂየመሬት ጉድለት ጥበቃን ስሜታዊነት እና አስተማማኝነት ለማሻሻል የላቀ ስልተ ቀመሮችን (ለምሳሌ፣ የሞገድ ቅርፅ መለየት፣ የሃርሞኒክ ትንተና) በመጠቀም ማይክሮኮምፒውተር ላይ የተመሠረተ ጥበቃን መጠቀም።
• መደበኛነት እና ሞዱላራይዜሽን: ዲዛይንና ጥገናን ለማቃለል ደረጃውን የጠበቀ እና ሞዱላር ገለልተኛ የነጥብ መከላከያ መሳሪያዎችን ማዘጋጀት።

ባጭሩ፣ የ110kV ትራንስፎርመር ገለልተኛ የመሠረት ዘዴን እና የመከላከያ ውቅርን ማመቻቸት የኃይል ስርዓቱን ደህንነት፣ አስተማማኝነት እና ኢኮኖሚያዊ አሠራር ለማሻሻል ወሳኝ ነው። በቴክኖሎጂ እድገቶች፣ የበለጠ ብልህ እና ቀልጣፋ መፍትሄዎች ብቅ ብለው ሰፊ አተገባበር እንደሚያገኙ ይጠበቃል።