İletim Oto-Transformatörleri: Tersiyer Üçgen Sargı, Sıfır Sıra Empedansı ve Boyutlandırma

Yüksek gerilim iletim oto-transformatörlerinde (400/230/33 kV) ortak sargı tasarımı, tersiyer üçgen sargının harmonik ve sıfır sıra kararlılığı, kısa devre daya

1. Eş-Oran Faktörü ve Oto-Transformatör Boyut Avantajı

400 kV - 230 kV gibi yüksek gerilimli enterkonnekte iletim şebekelerinde, OG ve YG sargılarının ortak bir sargı kolunu paylaştığı oto-transformatörler kullanılır. Eş-oran faktörü α sayesinde fiziksel trafo boyutu eşdeğer iki sargılı trafodan belirgin ölçüde küçüktür:

α = (UH - UM) / (UH)
Sfiziksel = α · Sanma [MVA]

400/230 kV şebeke kuplajında α = (400 - 230)/400 = 0.425. 300 MVA anma güçlü bir oto-transformatör yalnızca 127.5 MVA eşdeğerinde aktif çekirdek ve bakır çerçevesine ihtiyaç duyar; nakliye ağırlığı ve kayıplar yarı yarıya azalır.

2. Tersiyer Üçgen Sargının Kritik Fonksiyonları

Tersiyer Sargı FonksiyonuSağladığı Şebeke FaydasıKarşılaşılan Tasarım Riski
3. Harmonik TuzağıMıknatıslanma akımının 150 Hz bileşenlerini hapsederek gerilim dalga şeklini sinüzoidal tutarSürekli dolaşan harmonik akımları lokal bakır ısınması yaratır
Sıfır Sıra KararlılığıTek faz-toprak arızalarında sonlu bir sıfır sıra empedansı (Z0) tanımlarHarici toprak arızalarında şiddetli elektrodinamik kısa devre kuvvetleri
Şalt Servis Beslemesi33 kV veya 11 kV yerel trafo merkezi iç ihtiyaçlarını beslerAG yardımcı fider geçicileri doğrudan ana sargılara kuple olabilir
Reaktif KompanzasyonŞönt Reaktör veya STATCOM entegrasyonu için doğrudan bara noktasıKesici anahtarlama aşırı gerilimlerine karşı parafudr gerektirir

3. Sıfır Sıra T-Eşdeğer Devre Modellemesi

Yıldız bağlı oto-transformatörün tersiyer üçgen sargılı sıfır sıra empedans eşdeğeri üç kollu T-devresidir (ZH0, ZM0, ZT0):

ZH0 = (1) / (2) (ZHM + ZHT - ZMT)
ZM0 = (1) / (2) (ZHM + ZMT - ZHT)
ZT0 = (1) / (2) (ZHT + ZMT - ZHM)

Tersiyer sargı mekanik kısa devre dayanımı IEC 60076-5 gereğince en az ana trafo gücünün %33'ü mertebesinde boyutlandırılmalıdır.

4. Şartname Kriterleri

  • YNa0d11 vektör grubu belirleyin ve ortak nötr buşingini tam yalıtımlı olarak dışarı çıkartın.
  • Yük altında kademe değiştiriciyi (OLTC) dielektrik gerilmeleri minimize etmek için ortak sargının nötr noktasına yerleştirin.
  • 400 kV hattından kapasitif yıldırım darbesi transferine karşı tersiyer çıkış klemenslerine IEC 60099-4 metal oksit parafudr ekleyin.

*Kaynak: IEC 60076-1:2024; IEC 60076-5:2020; CIGRE TB 673; IEEE C57.12.00.*