Описание

Согласно [1], происходят Воздействия GeoMagnetic (GMDS), когда земля подвергается изменениям в энергичных потоках частицы, испускаемых Sun. Около поверхности Земли эти изменения вызывают токи, известные так же геомагнитно вызванные токи (GICs), в длинных электрических проводниковых системах, таких как передача электроэнергии и линии распределения, линии передачи данных, железные дороги и трубопроводы. Под сильным GIC трансформаторы становятся источником значительных текущих гармоник из-за насыщения их магнитных сердечников.

Пример показывает сеть связи на 735 кВ, состоящую из 13-8 кВ, электростанция на 2 000 МВт (10000-MVA уровень короткой схемы), 200 км, линия электропередачи на 735 кВ, 735/315/12.5 kV, 1650-MVA автотрансформатор T2 и загрузка на 300 МВт. T2 автотрансформатора создается с тремя однофазными ядрами, тогда как трансформатор генерации T1 использует ядро с 3 конечностями. Геомагнитное воздействие производит универсальное электрическое поле на 8 В/км, выровненное с линией электропередачи. Получившиеся напряжения постоянного тока, вызванные на линии электропередачи, симулированы тремя источниками напряжения постоянного тока последовательно с линией (Vdc = 8*200 = 1 600 В).

Когда токи GIC строго зависят от сопротивлений линии, важно использовать модель линии получение точного сопротивления для обоих явлений переменного и постоянного тока. Линия моделируется с блоком Distributed Parameters Line Frequency Dependant и связанным файлом MAT.

Симуляция

Запустите симуляцию в течение 10 секунд для того, чтобы достигнуть устойчивого состояния. При симуляции наблюдайте напряжение и формы тока на потоках Scope1, а также T2 и токи намагничивания на Scope2. Компоненты DC токов линии (GICs), компонент DC потоков T1 и T2, а также реактивные мощности, поглощенные T1 и T2, показывают на блоках Отображения.

Отметьте большой компонент DC потоков T2 (+ 0.67 pu). T2 трансформатора поэтому строго насыщается (См. потоки и формы волны Imag на Scope2). Большой не синусоидальные токи намагничивания T2 приводят к сильному гармоническому напряжению и текущим искажениям (Scope1). Кроме того, компонент на 60 Гц намагничивания токов приводит к большому поглощению реактивной мощности (Q_T2 = 424 Mvar). На противоположном трансформатор T1, который использует ядро с 3 конечностями, имеет низкое смещение потока DC. Поток DC T1 все еще уменьшается очень медленно в t=10 s (см. Scope3), и для того, чтобы достигнуть устойчивого состояния, которое необходимо было бы симулировать в течение нескольких сотен секунд.

Удар автотрансформатора тип ядра T2

Несмотря на то, что это вряд ли создаст такой большой автотрансформатор степени (1650 MVA) с одним трехфазным ядром, вы будете теперь наблюдать удар использования ядра с 3 конечностями для T2.

В меню блока T2 измените Базовый параметр типа от Трех однофазных модулей до ядра С тремя конечностями (базовый тип) и запустите новую симуляцию. Заметьте, что трансформатор больше не насыщает. Потоки DC и T1 и T2 уменьшаются очень медленно, и симуляция нескольких сотен секунд потребовалась бы, чтобы достигать устойчивого состояния.

В случае ядра с 3 конечностями три равных компонента постоянного тока токов намагничивания производят компонент потока нулевой последовательности, который должен циркулировать за пределами железного ядра через воздух и бак. Высокое нежелание этого обратного пути потока производит низкий компонент потока DC, таким образом предотвращая насыщение трансформатора.

Удар модели линии

Три тока линии, следующие из напряжений постоянного тока, вызванных вдоль линии, производят три равных тока DC (нулевая последовательность), которая возвратится через землю ниже линии. В DC возвращается эта земля, сопротивление является пустым, за исключением основывающихся сопротивлений в этих двух подстанциях.

Если вы используете Линию Распределенного параметра постоянными параметрами RLC, наземное сопротивление определяется положительным - и сопротивления линии нулевой последовательности (r1 и r0 параметры в Омах/км, вычисленных на уровне 50 или 60 Гц). Для линии длины L, это наземное сопротивление в DC совпадет с сопротивлением, заданным на уровне 50 или 60 Гц, и будет дано Rline_ground = (r0-r1)/3*L Омы, тогда как это должен быть нуль.

Чтобы наблюдать удар использования Линии распределенного параметра (DPL) вместо линии Зависимого частоты (FD), установите Вариант блока Линии электропередачи к Choice_2 (DPL 735 кВ 200 км). Задержите Базовый тип T2 к Трем однофазным модулям. Запустите симуляцию и заметьте, что GICs существенно уменьшились с 295 А до ~25 А. Использование модели линии DPL дает неправильный GIC, потому что наземное сопротивление DPL на уровне 0 Гц совпадает с наземным сопротивлением на уровне 60 Гц, тогда как это должен быть нуль.

Ссылки