Sternpunkterdungsarten von Erdungstransformatoren: Widerstandserdung im Vergleich zur Spulenerdung

Erdungstransformatoren

Feld: Fertigung

10Year<

China

Wichtige Betriebsprinzipien

Ein Erdungstransformator (üblicherweise Z-geschalteter / Zickzack-Transformator) stellt lediglich einen künstlichen Sternpunkt für das System bereit. Die tatsächlichen Leistungsmerkmale des Systems werden durch das Gerät bestimmt, das an seine Sternpunktklemme angeschlossen ist.

Sternpunkterdungswiderstand (NGR) vs. Sternpunkterdungsdrossel (NER)

Merkmal	Neutralpunkt-Erdungswiderstand (NGR)	Neutralpunkt-Erdungsreaktor (NER)
Erdungskomponente	Widerstand R in Reihe am Neutralpunkt geschaltet	Induktivität L in Reihe am Neutralpunkt geschaltet
Einpoliger Erdschlussstrom	Begrenzt auf zehn bis hundert Ampere (Wert kann präzise eingestellt werden) Regelbar	Bestimmt durch den kapazitiven Systemstrom und den Kompensationsgrad der Drossel Schwer präzise zu regeln
Überspannungsunterdrückung	Der ohmsche Anteil dissipiert Energie, Lichtbögen lassen sich leicht löschen Hervorragende Leistung bei der Unterdrückung von Lichtbogenüberspannungen	Rein induktive Charakteristik, kompensiert den kapazitiven Strom; unter Verstimmungsbedingungen tritt Resonanzüberspannung auf Resonanzrisiko
Fehlerabzweigselektion & Schutz	Großer Nullsequenzstrom, empfindlicher Schutz und zuverlässige Fehlerleitungserkennung Einfach zu implementieren	Kleiner Reststrom, schwierige Fehlerleitungserkennung; spezielle Fehlererkennungsausrüstung ist erforderlich Hoher Implementierungsaufwand
Betrieb bei dauerhaftem Fehler	Relativ großer Erdschlussstrom, erfordert im Allgemeinen eine schnelle Fehlerbeseitigung Kurze zulässige Fehlerdauer	Niedriger Reststrom; kurzzeitiger Erdschlussbetrieb ist theoretisch zulässig (Löschspulenmodus) Kurzzeitiger Fehlerbetrieb unterstützt
Beschädigung der Ausrüstung	Widerstand erwärmt sich bei Fehlern, Auslegung muss der Kurzzeit-Stromtragfähigkeit entsprechen Thermischer Anstieg des Widerstands muss überprüft werden	Niedriger Fehlerstrom führt zu einer geringen thermischen Belastung der Ausrüstung Geringe thermische Belastung
Einstellaufwand	Fester Widerstandstyp ist einfach und zuverlässig; für variable Widerstände ist eine zusätzliche mechanische Struktur erforderlich	Die Löschspule benötigt eine Stufenumschaltung entsprechend der Variation des kapazitiven Systemstroms (automatische Abstimmung) Dynamische Abstimmung ist zwingend erforderlich
Typische Anwendungsszenarien	Industrielle Stromverteilung (6~35 kV), Offshore-Plattformen, Bergwerke, Rechenzentren und Szenarien, die eine schnelle Schutzreaktion erfordern	Städtische Mittelspannungsnetze (großer kapazitiver Strom), ländliche Freileitungen (kontinuierliche Stromversorgung bei Fehlern erforderlich)
Nationale und Industriestandards	GB/T 14285, DL/T 620	GB/T 14285, DL/T 620 (für Erdung über Löschspule)

Rockwill 15kV 20kV 22kV 30kV 33kV 35kV ölgefüllter Neutralpunkt-Erdungswiderstand für Transformator (Erdungstransformator)

Neutral Point Earthing Modes of Earthing Transformers: Resistor Earthing versus Reactor Earthing

Rockwill Dreiphasen-Gießharz-Trockentyp-Zickzack- (Z-Typ) Erdungstransformator 35kV 36kV 44kV 66kV

Widerstandserdung (NGR — Neutralpunkt-Erdungswiderstand)

Beim Auftreten eines einpoligen Erdschlusses wird der Nullsequenzkreis gemeinsam durch die Systemkapazität und den Neutralpunkt-Erdungswiderstand bestimmt, wobei der Widerstand den Wirkstromanteil beisteuert.
Unterdrückung von Erdschluss-Überspannungen: Der Wirkstrom behindert das Wiederzünden des Fehlerlichtbogens nach dem Nulldurchgang des Stroms und unterdrückt so das erneute Zünden des Lichtbogens.
Auswahl des Widerstandswertes: Berechnet nach der Formel \(I_R = \dfrac{U_{ph}}{R}\). Im Allgemeinen wird \(I_R \ge I_C\) (Systemkapazitätsstrom) gewählt, um eine ausreichende Empfindlichkeit des Nullsequenzschutzes zu gewährleisten.

Drosselerdung (Lichtbogenlöschspulen-Erdung)

Der induktive Strom ist gegenphasig zum kapazitiven Strom; diese beiden Ströme kompensieren sich an der Fehlerstelle, sodass der Reststrom gegen null geht und ein selbstständiges Erlöschen des Fehlerlichtbogens ermöglicht wird.
Der Kompensationsgrad ist definiert als \(\delta=\dfrac{I_L-I_C}{I_C}\). Die Überkompensation (\(\delta>0\)) ist der vorherrschende Betriebsmodus, um Systemresonanzrisiken zu vermeiden.
Der Reststrom enthält noch Wirkstromanteile, die durch Leitungsverluste verursacht werden, sowie höhergradige Oberschwingungen, sodass der Reststrom nicht auf absolut null reduziert werden kann.

Auswahl- und Entscheidungslogik

Zusammenfassung

	Neutralpunkt-Erdungswiderstand (NGR)	Reaktorerdung (Löschspule)
Kernkompromisse	Höherer Fehlerstrom → zuverlässige Schutzleistung, erfordert schnelle Fehlerbeseitigung	Niedriger Restfehlerstrom → ermöglicht Dauerbetrieb bei Fehlern, erschwert jedoch die Identifikation des fehlerhaften Abzweigs
Anwendungsszenarien	Industrieanlagen, Bergwerke, Offshore-Plattformen mit Sicherheit als oberster Priorität	Städtische Kabelnetze & ländliche Freileitungsnetze mit Versorgungskontinuität als primärer Anforderung

Vziman-Erdungstransformatoren sind speziell dafür konzipiert, das Fehlen natürlicher Sternpunkte in Mittelspannungsverteilnetzen auszugleichen. Für Systeme, die mit Dreieckschaltungen konfiguriert sind oder über unzugängliche Sternpunktklemmen verfügen, verwenden Vziman-Produkte eine Zickzack-Wicklungstopologie, um künstlich einen stabilen Sternpunkt zu schaffen. Diese Struktur schafft die grundlegende Voraussetzung für den Einsatz von Löschspulenerdung oder niederohmigen Erdungskonzepten, wodurch die Betriebssicherheit und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung im Stromnetz grundlegend verbessert werden.

Bearbeitet von:Leon

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Erdtransformator

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Neutralpunkterdungsarten

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