Dyn11 vs Yyn0 transformator ulanishlari: Harmonik pasayish uchun qaysi biri yaxshiroq?

Biror bir tarqatish transformatori zamonaviy tijorat va sanoat ob'ektlari uchun ulanish — bu transformatorlarning Dyn11 yoki Yyn0 ulanishlarini tanlash bo'yicha eng muhim, lekin ko'pincha e'tibordan qoladigan qarorlardan biridir. Bu tanlov transformatorning garmoniklarni cheklash qobiliyati, tizim samaradorligi va uzoq muddatli ishonchliligi bilan bevosita bog'liq. O'zgaruvchan chastotali uzatmalar, doimiy ta'minot manbalari, LED yoritish tizimlari va elektr transport vositalarini zaryadlash qurilmalari kabi chiziqli bo'lmagan yuklamalar keng tarqalishi bilan quvvat tizimlaridagi garmonik distorsiyalar elektr muhandislari va ob'ektlar boshqaruvchilari uchun asosiy muammo sifatida o'sib bormoqda. Ulanish guruhu — ya'ni birinchi navbatda delta ulangan birinchi o'ramga ega bo'lgan Dyn11 transformator yoki birinchi navbatda yulduz (wye) ulangan birinchi o'ramga ega bo'lgan Yyn0 transformator — ayniqsa muammoli uchinchi garmonik tarkibiy qismlarni qanchalik samarali bosib tushirishini belgilaydi. Ushbu maqola past kuchlanishli tarqatish tarmoqlarida eng ko'p uchraydigan ikkita vektor guruhini — Dyn11 va Yyn0 ni solishtirib, ularning tarqatish transformatorlaridagi garmoniklarga ta'sirini batafsil tahlil qiladi va eng so'nggi Xitoy hamda xalqaro standartlarga asoslanib, aniq tanlash tavsiyalarini beradi.

Garmonik ishlashga o'tishdan oldin, bu belgilashlarning ma'nosi nima ekanligini tushunish muhim.

Vektor guruh belgilashida boshlang'ich va ikkinchi darajadagi chiziq kuchlanishlari o'rtasidagi fazaviy siljishni ko'rsatish uchun soat yuzi usuli qo'llaniladi. Harf o'ram konfiguratsiyasini bildiradi:

• Y (yoki y) – Yulduz (vey) ulanish

• D (yoki d) – Delta (uchburchak) ulanish

• N (yoki n) – Neitral nuqta chiqarilgan

Yyn0 konfiguratsiyasi:

• Asosiy chulg'am: Yulduzga ulangan, neytral chiqarilmagan (Y)

• Ikkinchi darajali chulg'am: Yulduzga ulangan, neytral chiqarilgan (y)

• Faza siljishi: 0 soat (0°), ya'ni birinchi va ikkinchi darajali kuchlanmalar fazada

Dyn11 konfiguratsiyasi:

• Asosiy chulg'am: Delta ulanish (D)

• Ikkinchi darajali chulg'am: Yulduzga ulangan, neytral chiqarilgan (y)

• Faza siljishi: 11 soat (330°), ya'ni ikkinchi darajali kuchlanma birinchi darajali kuchlanmadan 30° orqada qoladi

Bu ikkita konfiguratsiya Xitoyda taqsimot transformatorlari bozorida ustunlik qiladi va ularning garmonik xatti-harakatlarini tushunish to'g'ri kuchlanish transformatorlarini tanlash me'yori uchun juda muhim.

2.1 Yyn0 ning asosiy kamchiligi: Uchinchi garmonik toklar uchun hech qanday yo'l yo'q

Yyn0 transformatorida asosiy chulg'am yulduzga ulangan va neytral nuqta mavjud emas. Bu uchinchi garmonik toklarni kamaytirishda muhim muammo yuzaga keltiradi:

• Uchinchi garmonik toklar (50 Gs tizimlarida 150 Gs) nol ketma-ketlik komponentlaridir — ular barcha uch fazada bir xil yo'nalishda o'tadi

• Nol ketma-ketlik toklarining o'tishi uchun neytral qaytish yo'li kerak

• Birinchi darajali yulduz ulanishda neytral nuqta mavjud emas, shu sababli uchinchi garmonik toklar aylanib o'tolmaydi

• Shunday qilib, magnitlanish toklari sinusoidal qolganida, yurak oqimi tekislanadi va uchinchi garmonik komponentlar bilan to'la bo'lgan shaklsiz ikkinchi darajali kuchlanish hosil qiladi

• Xuddi shunday, quyi tomondagi chiziqli bo'lmagan yuklar tomonidan yaratilgan garmonik toklar birinchi darajali elektr manbasiga aks etishini samarali bloklay olmaydi

Texnik oqibat: Yyn0 transformatori uchinchi tartibli garmoniklarga nisbatan deyarli hech qanday o'ziga xos garmonik distorsiyani kamaytirish qobiliyatiga ega emas; shu sababli u katta miqdordagi chiziqli bo'lmagan yuklarga ega tizimlar uchun noto'g'ri tanlovdir.

2.2 Dyn11 afzalligi: Uchinchi garmonikalarni ushlab turadigan delta konturi

Dyn11 transformatorining delta-aloqali asosiy transformatori uchinchi harmonik oqimlar uchun yopiq halqa yo'lini ta'minlaydi. Bu uning harmonik to'xtatish transformatorining mohiyati.

Ikkilamchi toʻxtatish mexanizmi:

1. Magnit oqimining bekor qilinishi: Delta o'ralishida induktsiya qilingan uchinchi harmonik oqimlar ikkinchi darajali tomondan uchinchi harmonik magnetomotor kuchga to'g'ridan-to'g'ri qarshilik ko'rsatadigan ampere-turni yaratadi. Bu yadrodagi harmonik oqimni bekor qiladi.

2. Aylanma oqim tuzoqlari: delta o'ralishining har bir fazasida induktsiya qilingan uchinchi harmonik kuchlanmalar bir-biriga fazada. Delta ulanish yopilgan halqa hosil qilgani uchun, bu kuchlanishlar delta o'ralishlarida aylanuvchi uchinchi harmonik oqimni boshqaradi. Ushbu oqim harmonik energiyani mahalliy ravishda yo'q qiladi va tashqi elektr tarmog'iga kirishiga to'sqinlik qiladi.

Natija: Asosiy oqim deyarli sinusoidal qoladi va ikkinchi darajali fazoviy kuchlanish to‘lqin shaklining sifati Yyn0 transformatoriga nisbatan sezilarli darajada yuqori. Bu Dyn11 ni nochiziqli yuklar uchun transformator tanlashda afzal tanlov qiladi.

2.3 Yuqori tartibli garmoniklar ishlashi

Ikkala ulanish turi ham yuqori tartibli garmoniklarni (masalan, 5-chi, 7-chi, 11-chi) qisman bosib olish imkonini beradi, lekin usullari farq qiladi:

Amaliy maqsadlar uchun, 3-harmonik ko'pchilik taqsimot tizimlarida asosiy e'tiborni jalb qiladi va aynan bu erda Dyn11 ustunlik qiladi.

Dyn11 ulanishining ustunligi elektr harmonikalarini yumshatishdan ancha uzoqroq. Quyidagi beshta qoʻshimcha oʻlchamda Dyn11 Yyn0 dan ustun keladi:

Bu omillar Dyn11 ni garmonik filtrlash transformatorining ishlash sifati hamda operatsion moslashuvchanligi muhim ahamiyatga ega bo'lgan tijorat binolari, ma'lumotlar markazlari va sanoat obyektlari uchun ayniqsa jalb qiluvchi qiladi.

Dyn11 ning ancha ustunliklari hisobiga Yyn0 hali ham amaliy qo'llanilish imkoniyatiga ega ekanligi haqida savol berilishi mumkin.

Tarixiy kontekst: Yyn0 avvalgi taqsimot tizimlarida keng qo'llanilgan, chunki bu tizimlarda chiziqli bo'lmagan yuklar minimal bo'lgan va garmoniklarga oid muammolar ikkinchi darajali ahamiyatga ega bo'lgan. Bunday muhitda uning oddiyroq qurilishi va tanish himoya koordinatsiyasi qabul qilinadigan darajada deb hisoblangan.

Hozirgi holat: Eng so'nggi Xitoy standarti GB 51348-2019 'Fuqarolik binolarning elektr loyihalash qoidalari' garmonik manbalari sezilarli bo'lgan tizimlar uchun Dyn11 ni tavsiya qiladi. Xalqaro taqsimot sohasi yangi o'rnatmalar uchun standart tanlov sifatida asosan Dyn11 ga o'tgan.

Qolgan qo'llanilish sohalari: Yyn0 hali ham quyidagilarda uchraydi:

• Almashtirish iqtisodiy jihatdan oqlanmagan eski tizimlar

• Faqat chiziqli yuklarga ega bo'lgan juda kichik quvvatli qo'llanishlar (100 kVA dan kam)

• Tizim mosligi cheklovlari mavjud bo'lgan maxsus yangilash vaziyatlari

Biroq, zamonaviy tijorat yoki sanoat ob'ektlariga xizmat ko'rsatadigan barcha yangi taqsimot transformatorlarini o'rnatishda texnik kelishuv Dyn11 ni aniq afzal ko'radi.

Savol 1: Dyn11 transformator Yyn0 transformatorga nisbatan garmo niklarini kamaytirishda nima uchun yaxshiroq?

Dyn11 transformatorning delta ulangan birinchi navoridagi garmo niklar uchun yopiq kontur aylanish yo'lini ta'minlaydi. Bu toklar delta navorlari ichida o'tadi va magnit jihatdan bekor qilinadi, shu tufayli garmo niklar ikkinchi darajali kuchlanish to'lqin shakliga yoki birinchi darajali ta'minot tarmog'iga tarqalmaslikka to'sqinlik qilinadi. Yyn0 transformatorning yulduz ulangan birinchi navori va neytral nuqtasining yo'qligi tufayli bunday aylanish yo'li mavjud emas, shuning uchun u uchinchi garmo niklarini bosib o'tishda tabiatan pastroq.

Savol 2: Nol ketma-ketlik impedansiga nisbatan Dyn11 va Yyn0 transformator ulanishlari oʻrtasidagi farq nimada?

Yyn0 transformatorning nol ketma-ketlik impedansi sezilarli darajada yuqori, chunki nol ketma-ketlik toklarining birinchi darajali tomonda neytral qaytish yoʻli yoʻq. Bu yuqori impedans bitta fazali avariya toklarini cheklaydi va himoya sezgirlikni pasaytiradi. Aksincha, Dyn11 transformatorning delta ulanishi garmo nik va avariya toklarini aylanish uchun ancha past nol ketma-ketlik impedansli yoʻl taqdim etadi, bu esa ham garmo niklarini bosib olishni, ham avariyalarni aniqlashni yaxshilaydi.

Savol 3: Yyn0 transformator UPS va LED chiroqlar yukini talab qiladigan tijorat binolarida foydalanilishi mumkinmi?

Texnik jihatdan mumkin bo'lsa-da, buni qat'iy tavsiya etilmaydi. UPS tizimlari, LED chastotasi boshqaruvli quvvat manbalari va boshqa impulsli quvvat manbalari keng ko'lamli uchinchi garmonik toklar hosil qiladi. Yyn0 transformator bu toklarni samarali ushlolmaydi, natijada kuchlanish to'lqin shakli buziladi, neytral o'tkazgichlar isib ketadi va transformator tezroq eskiradi. GB 51348-2019 standarti bunday qo'llanmalarda Yyn0 transformatorlardan foydalanishni aniq taqiqlaydi; soha amaliyoti esa Dyn11 transformatorni belgilashni tavsiya qiladi.

Savol 4: Dyn11 transformatorning dastlabki narxi Yyn0 transformatornikiga nisbatan yuqori miqdorda bo'ladimi?

Dyn11 transformatorning dastlabki sotib olish narxi qo'shimcha chulg'am izolyatsiyasi va ulanish murakkabligi tufayli teng qiymatli Yyn0 transformatornikiga nisbatan biroz yuqori. Biroq, bu kichik qo'shimcha xarajat garmoniklarni yaxshiroq bosib olish, yo'qotmalarning kamayishi (yo'q yukda va ish yukida yo'qotmalar taxminan 10–20% kamayadi), yuqori ortiqcha yukga chidamlilik hamda transformatorning 20–30 yillik xizmat muddati davomida umumiy egallash xarajatlarining kamayishi bilan to'la oqlanadi.

Savol 5: Sanoat ob’ektim uchun to‘g‘ri transformator vektor guruhini qanday tanlayman?

Garmooniklarni kamaytirish uchun to‘g‘ri transformator ulanishini tanlashda quyidagi qaror qabul qilish omillarini hisobga oling:

• Barcha nochiziqli yuklarni (VFDlar, to‘g‘rilagichlar, UPSlar, zaryad qilgichlar) aniqlang va umumiy garmoonik distorsiyasining darajasini baholang

• Agar uchinchi garmoonik distorsiyasi umumiy yuk tokining 5% dan oshsa, Dyn11 majburiydir

• Neytral tokni baholang — Yyn0 neytral tokni fazo tokining 25% dan ortiq qo‘llab-quvvatlay olmaydi

• Mahalliy qonun talablarini tekshiring (GB 51348-2019 tijorat binolari uchun Dyn11 ni tavsiya qiladi)

• Nozik uskunalarga (tibbiy vizualizatsiya, ma'lumotlar markazlari) Dyn11 yuqori sifatli kuchlanish to‘lqin shakliga ega

• Faqat chiziqli yuklar (qarshilik orqali isitish, an'anaviy dvigatellar) 100 kVA dan kam bo'lganda Yyn0 faqat eski tizimlarda qo'llanilishi mumkin

Asosiy xulosa

Zamonaviy ilovalar uchun, samarali garmoniklarni qisqartirishni talab qiladigan Dyn11 va Yyn0 transformator ulanishlarini tanlash aniq va nozik. Dyn11 transformatorning delta ulangan birinchi bosqichi — bu Yyn0 transformator tomonidan hech qachon takrorlanmaydigan, uchinchi garmonik doimiy oqim konturi deb ataladigan tabiiy jismoniy mexanizmga ega. Bugungi kunda deyarli barcha tijorat binolari, ma'lumotlar markazlari, sog'liqni saqlash muassasalari va sanoat korxonalarini xizmat qiladigan chiziqli bo'lmagan yuklarga xizmat qiladigan taqsimot tizimlari uchun Dyn11 transformatorning garmonik ko'rsatkichlari aniq yuqori.

Amaliy tanlash bo'yicha ko'rsatmalar

Yakuniy tavsiya

Barcha yangi taqsimot transformatorlarini tanlashda standart vektor guruh sifatida Dyn11 ni belgilang. Ushbu kichik qo'shimcha xarajatlar ajoyib garmoniklar bosimi, umumiy ishlash davridagi kamroq yo'qotishlar, yaxshilangan himoya sezgirliklari va zamonaviy standartlarga moslik bilan ancha ortiqcha kompensatsiya qilinadi. Yyn0 ulanish faqat eski tizimlarni saqlash yoki barcha texnik va tijorat omillari chuqur tahlil qilingan maxsus dasturlar uchun ajratilgan.