Párhuzamosan üzemelő transzformátorok bekapcsolási tranzienseinek vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Prikler László
Villamos Energetika Tanszék

A transzformátorokban bekapcsoláskor lejátszódó átmeneti folyamatok szinte feltalálásuk óta foglalkoztatják a mérnököket. Fizikai leírásuk éppen ezért jól kiforrott, az általuk okozott problémák ismertek és azokra számos megoldás született.

A szimpatikus kölcsönhatás mintegy két évtizede került alaposabb vizsgálatok tárgyává. Ez utóbbi jelenség az előbbivel mindig együtt lép fel akkor, ha azzal a gyűjtősínnel, amire egy transzformátor éppen csatlakozik, más transzformátor is villamos összeköttetésben áll. Ilyenkor a már üzemben levő transzformátor is áramlökést szenved el, a bekapcsolódó transzformátor tranziense pedig elnyúlik ahhoz képest, mintha egyedül csatlakozna a gyűjtősínhez.

Ez a kölcsönhatás lépett fel Kelenföldön is a 120/10 kV/kV-os alállomás fogyasztói és a közeli erőmű főtranszformátorai között. EMTP-modellt készítettem a jelenség szimulációjára. A szimulációkból kiderült, hogy az adott hálózati topológia és transzformátorok mellett a szimpatikus kölcsönhatásból származó tranziens nem csökkenti érdemlegesen az erőművi transzformátorok élettartamát, mivel ezeknek árama csak legfeljebb a névleges értékük másfélszeresére emelkedik.

Vizsgáltam ugyanakkor a differenciálvédelmekre való hatásukat is. E vizsgálatok alapján elmondható, hogy mind az erőművi, mind pedig a fogyasztói transzformátoroknál abban az esetben keletkezhet téves kioldás, ha a szinkron generátorok ki vannak kapcsolva. A szimpatikus áramlökés a szimulációs eredmények alapján 2. ill. 5. felharmonikusban szegény, így az ezekkel való fékezés nem, csak a védelmi karakterisztika módosítása segíthet.

Nem lép fel azonban a téves kioldás problémája akkor, ha vezérelt bekapcsolással már magának a bekapcsolódó transzformátornak az áramlökését lecsökkentjük. Ez a megoldás ráadásul azok élettartamát is jelentősen megnövelheti. A szimulációk alapján ez a módszer a fogyasztói transzformátorok esetén valóban nagy mértékben lecsökkenti a bekapcsolási áramlökést. Az erőművi transzformátoroknál azonban kevésbé kedvező eredmények érhetők el. Ezek ugyanis 600 m-nél is hosszabb kábelen keresztül csatlakoznak a megszakítóhoz, aminek kapacitása kikapcsoláskor erőteljes lengést okoz a vasmag mágneses fluxusában, emiatt pedig hamis eredményre jut a bekapcsolásvezérlő az optimális bekapcsolás időpontját illetőleg.

A szimulációs modell hitelességét egy másik, hasonló modellt használó szimuláció és a modellezett hálózaton végzett mérés eredményeinek összevetésével igazoltam. Ez az igazolás azonban csak akkor lesz minden kétséget kizáró, ha az általam modellezett hálózaton is végbemehetnek mérések. Ezeket a méréseket előkészítendő készítettem el egy mérési programot, ami a diplomaterv végén található.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.