Årsagerne til nul-sekvensstrøm og valget af behandlingsudstyr

I strømsystemet er nul-sekvensstrøm et vigtigt og almindeligt fænomen. For høj nul--sekvensstrøm kan forårsage yderligere opvarmning af transformere og ledninger, forringelse af strømkvaliteten, fejlfunktion eller funktionsfejl i beskyttelsesanordninger og endda føre til sikkerhedsuheld. Derfor er en grundig forståelse af dets årsager og det korrekte valg af styreudstyr af vital betydning for at sikre en sikker, stabil og effektiv drift af elnettet.

I. Årsager til Nulsekvensstrøm

1. Asymmetri af linjeparametre: Ufuldstændig symmetri i arrangementet af luftledninger, fremstillings- eller lægningsfejl af kabler, vil medføre, at kapacitansen til jord af de tre-faseledninger ikke er nøjagtig ens, og derved genererer nul-sekvensstrøm.

2. Transformer excitationsstrøm: Transformatorens excitationsstrøm indeholder i sagens natur en lille mængde tredje harmoniske komponenter. Når disse komponenter er overlejret i neutralpunktet, dannes der en nul-sekvensstrøm.

3. Udstyrs ældning eller fejl: For eksempel fører ældning af kabelisolering til en stigning i lækstrøm til jord, eller i tilfælde af en enkeltfaset jordingsfejl vil der blive genereret en meget stor nul-sekvensstrøm (dette er signalet om, at beskyttelsesenheden skal reagere og fjerne fejlen).

4. Overdreven brug af enkeltfasede belastninger: I strømdistributionssystemer med lav-spænding er belastninger som belysning, aircondition, computere og ladestationer alle forbundet i en-fase. Hvis enkeltfasebelastningerne på de tre faser ikke er jævnt fordelt, vil det føre til en ubalance i tre-fasestrømmen, hvorved der genereres nul-sekvensstrøm.

II. Valg af styringsudstyr

1. Nul-aktuelt filter

Arbejdsprincip: Sædvanligvis sammensat af en eller flere reaktorer, er de forbundet i serie mellem faselinjen og den neutrale linje. Den har en meget lav impedans i forhold til strømfrekvensen (50Hz), men har en høj impedans til høj-nulfrekvens-sekvens harmoniske strømme (såsom 150Hz, 250Hz), og forhindrer derved disse harmoniske strømme i at flyde til transformeren og den lokale opstrømsside til strømnettet.

2. Active Power Filter (APF)

Funktionsprincip: Den kan i realtid-detektere de harmoniske og reaktive komponenter (inklusive nul-sekvenskomponenter) i belastningsstrømmen og derefter generere en kompenserende strøm af samme størrelse, men modsat retning som disse skadelige strømme, gennem den elektroniske effektkonverter og injicere den i systemet og derved annullere dem. Moderne aktive effektfiltre har generelt den funktion, at de samtidigt kompenserer for harmoniske (2-25. og derover), reaktiv effekt og ubalancerede strømme.