Mengapa Transformator Pentanahan Distribusi Hampir Sepenuhnya Menggunakan Belitan Zig-Zag?

1. Impedansi Urutan Nol yang Sangat Rendah untuk Jalur Arus Urutan Nol yang Efisien

Ini adalah keunggulan fisik inti dari belitan zig-zag. Setiap belitan fasa pada transformator zig-zag dibagi menjadi dua bagian, dililitkan dalam arah yang berlawanan pada dua kaki inti yang berbeda. Ketika terjadi gangguan fasa-ke-tanah, fluks urutan nol di dalam inti saling meniadakan karena sambungan balik khusus pada belitan, sehingga menghasilkan impedansi urutan nol yang sangat rendah.

Sebagai perbandingan, fluks urutan nol pada transformator Y atau Δ konvensional hanya dapat mengalir melalui jalur fluks bocor, sehingga menghasilkan impedansi urutan nol yang sangat tinggi. Karakteristik impedansi rendah dari sambungan zig-zag memastikan arus gangguan dapat mengalir dengan lancar, memberikan sinyal yang cukup untuk relai proteksi.

Transformator Pentanahan Netral Tiga Fasa

2. Pemanfaatan Kapasitas Tinggi, Mematahkan "Batas 20%" pada Transformator Konvensional

Ketika koil penekan busur atau resistor pentanahan dimasukkan ke dalam jaringan distribusi, sambungan zig-zag menunjukkan efisiensi ekonomi yang tinggi. Jika transformator distribusi standar digunakan sebagai transformator pentanahan untuk membawa koil penekan busur, kapasitas koil tidak boleh melebihi 20% dari kapasitas transformator. Sebaliknya, karena desain rangkaian magnetik penyeimbang dirinya sendiri, transformator pentanahan zig-zag dapat membawa sebagian besar kapasitasnya sendiri sebagai beban koil penekan busur.

Dalam pemilihan rekayasa praktis, kapasitas pengenal sisi primer transformator pentanahan zig-zag biasanya dipilih sedikit lebih besar dari kapasitas koil penekan busur.

3. Tidak Memerlukan Belitan Sekunder, Meminimalkan Rugi-Rugi Beban Nol

Jika netral primer transformator konvensional ditanahkan, belitan sekunder (seperti belitan delta) diperlukan untuk menyediakan jalur tertutup bagi arus urutan nol; jika tidak, impedansi pemagnetan akan sangat tinggi dan arus urutan nol tidak dapat mengalir. Sambungan zig-zag membentuk jalur urutan nol tanpa memerlukan belitan sekunder.

Selama operasi sistem normal, transformator pentanahan zig-zag berperilaku seolah-olah dalam keadaan rangkaian terbuka. Karena tegangan titik netral mendekati nol, hanya arus pemagnetan yang sangat kecil yang mengalir melalui belitan, sehingga menghasilkan rugi-rugi beban nol yang sangat rendah. Arus gangguan urutan nol hanya mengalir selama durasi singkat gangguan fasa-ke-tanah (dalam hitungan detik untuk operasi proteksi urutan nol, atau hingga 2 jam selama kompensasi koil penekan busur).

4. Penekanan Harmonisa Ketiga, Meningkatkan Bentuk Gelombang Tegangan

Beban non-linear seperti penyearah dan penggerak frekuensi variabel menghasilkan arus harmonisa ketiga yang besar. Pada sistem empat kawat tiga fasa konvensional, arus harmonisa ketiga terakumulasi di konduktor netral, menyebabkan arus netral yang berlebihan dan pemanasan yang parah. Sambungan zig-zag memberikan impedansi rendah terhadap arus harmonisa ketiga, memungkinkannya bersirkulasi di dalam belitan dan saling meniadakan, sehingga secara efektif mengurangi kandungan harmonisa pada tegangan fasa dan arus netral.

5. Penyeimbangan Rangkaian Magnetik, Mencegah Saturasi Inti yang Dalam

Pada sistem netral tidak ditanahkan selama gangguan fasa-ke-tanah, tegangan fasa-ke-tanah dari fasa yang sehat naik hingga tegangan saluran (yaitu, peningkatan sebesar sqrt(3) kali). Untuk transformator inti tiga kaki konvensional, pergeseran tegangan ini dapat dengan mudah menyebabkan saturasi inti yang dalam, yang berpotensi merusak transformator dalam kasus yang parah. Pada sambungan zig-zag, setiap belitan fasa didistribusikan ke dua kaki inti, dan gaya gerak magnet selama gangguan mencapai penyeimbangan diri melalui kopling silang, sehingga secara efektif mencegah saturasi inti dan memastikan stabilitas termal selama periode gangguan satu fasa.

Ringkasan

Penggunaan trafo pentanahan zig-zag dalam jaringan distribusi pada dasarnya adalah cara untuk menciptakan titik netral impedansi rendah buatan tanpa mengubah struktur jaringan asli. Hal ini menyelesaikan tantangan teknik berikut:

• Selama operasi normal: Tegangan titik netral mendekati nol, rugi-rugi beban nol sangat minim, dan keseimbangan tegangan tiga fase tidak terpengaruh.
• Selama terjadi gangguan: Impedansi urutan nol yang sangat rendah menyediakan jalur yang jelas untuk arus gangguan, memastikan kompensasi kumparan penekan busur atau operasi relai pelindung.
• Ekonomi dan keselamatan: Ini mengatasi batasan kapasitas 20% dari trafo konvensional dan menawarkan kemampuan anti-jenuh yang kuat, menjadikannya pilihan standar dan optimal untuk menciptakan titik netral buatan dalam jaringan distribusi 6 kV, 10 kV, dan 35 kV.

Diedit Dari:Echo