Κατανόηση της Νευτραλοποίησης του Μετασχηματιστή

• Την ασφάλεια, την αξιοπιστία και την οικονομικότητα του ηλεκτρικού δικτύου·
• Την επιλογή των επιπέδων μόνωσης των εξοπλισμών του συστήματος·
• Τα επίπεδα υπερτάσεων·
• Τα σχήματα προστασίας με ρελέ·
• Την ηλεκτρομαγνητική παρενόχληση των γραμμών επικοινωνίας.

• Σύστημα Υψηλού Ρεύματος Βραχυκυκλώματος προς τη Γη: Όταν συμβαίνει βραχυκύκλωμα μιας φάσης προς τη γη, το προκύπτον ρεύμα βραχυκυκλώματος προς τη γη είναι πολύ μεγάλο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν συστήματα με ονομαστική τάση 110 kV και άνω, καθώς και τριφασικά τετρασύρματα συστήματα 380/220 V. Επίσης γνωστά ως αποτελεσματικά γειωμένα συστήματα.
• Σύστημα Χαμηλού Ρεύματος Βραχυκυκλώματος προς τη Γη: Κατά το βραχυκύκλωμα μιας φάσης προς τη γη, δεν δημιουργείται πλήρης βρόχος βραχυκυκλώματος, επομένως το ρεύμα βραχυκυκλώματος είναι πολύ μικρότερο από το κανονικό ρεύμα φορτίου. Επίσης γνωστά ως μη αποτελεσματικά γειωμένα συστήματα.

• Ουδέτερο σημείο με απευθείας γείωση (στερεά γείωση)
• Ουδέτερο σημείο γειωμένο μέσω αντίστασης

• Μη γειωμένο ουδέτερο σημείο
• Ουδέτερο σημείο γειωμένο μέσω πηνίου σβεστήρα αρκού (πηνίο Petersen)

• Ένα βραχυκύκλωμα μιας φάσης προς τη γη απαιτεί αμέσως την αποσύνδεση του ελαττωματικού εξοπλισμού, διακόπτοντας την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας και μειώνοντας την αξιοπιστία.
• Το μεγάλο ρεύμα βραχυκυκλώματος παράγει σημαντικές ηλεκτροδυναμικές και θερμικές τάσεις, με δυνατότητα επέκτασης της ζημιάς.
• Οι ισχυρά μαγνητικά πεδία που προκαλούνται από τα υψηλά ρεύματα βραχυκυκλώματος προκαλούν ηλεκτρομαγνητική παρενόχληση σε γειτονικά κυκλώματα επικοινωνίας και σήμανσης.
• Κατά το βραχυκύκλωμα μιας φάσης, η τάση της ελαττωματικής φάσης μειώνεται σε μηδέν, ενώ οι τάσεις των μη ελαττωματικών φάσεων παραμένουν κοντά στην κανονική φασική τάση. Ως εκ τούτου, η μόνωση του εξοπλισμού μπορεί να σχεδιαστεί για τη φασική τάση μόνο—μειώνοντας το κόστος, κάτι που είναι ιδιαίτερα ευεργετικό σε υψηλότερα επίπεδα τάσης.

• Γείωση μέσω υψηλής αντίστασης
• Γείωση μέσω μεσαίας αντίστασης
• Γείωση μέσω χαμηλής αντίστασης

• Διευκολύνει την αυτόματη απομάκρυνση του ελαττώματος και απλοποιεί τη λειτουργία και τη συντήρηση.
• Απομονώνει γρήγορα τα βραχυκυκλώματα προς τη γη, με αποτέλεσμα χαμηλές υπερτάσεις, εξάλειψη των υπερτάσεων συντονισμού και δυνατότητα χρήσης καλωδίων και εξοπλισμού με χαμηλότερο επίπεδο μόνωσης.
• Μειώνει την ηλικίαση της μόνωσης, επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και βελτιώνει την αξιοπιστία.
• Τα ρεύματα βραχυκυκλώματος προς τη γη (εκατοντάδες αμπέρ ή περισσότερο) διασφαλίζουν υψηλή ευαισθησία και επιλεκτικότητα της προστασίας με ρελέ—χωρίς ανάγκη πολύπλοκης επιλογής της ελαττωματικής γραμμής.
• Μειώνει τον κίνδυνο πυρκαγιάς.
• Επιτρέπει τη χρήση αντικεραυνικών προστασίας ZnO χωρίς διάκενο, με υψηλή απορρόφηση ενέργειας και χαμηλή υπολειπόμενη τάση για προστασία από υπερτάσεις.
• Καταστέλλει τις συνιστώσες της 5ης αρμονικής στις υπερτάσεις από τόξο γείωσης, αποτρέποντας την επιδείνωσή τους σε βραχυκυκλώματα μεταξύ φάσεων.

• Γείωση μέσω υψηλής αντίστασης: Κατάλληλη για δικτυακές εγκαταστάσεις διανομής με χωρητικό ρεύμα γείωσης <10 Α, καθώς και για μεγάλες γεννήτριες όπου το ρεύμα βραχυκυκλώματος μιας φάσης προς τη γη υπερβαίνει τα επιτρεπόμενα όρια, αλλά παραμένει <10 Α. Οι τιμές αντίστασης κυμαίνονται συνήθως από εκατοντάδες έως χιλιάδες ohm.
• Γείωση μέσω μεσαίας και χαμηλής αντίστασης: Δεν υπάρχει αυστηρό όριο, αλλά γενικά:
• Μεσαία αντίσταση: Ρεύμα βραχυκυκλώματος στο ουδέτερο σημείο μεταξύ 10 Α και 100 Α
• Χαμηλή αντίσταση: Ρεύμα βραχυκυκλώματος στο ουδέτερο σημείο >100 Α

Χρησιμοποιούνται σε αστικά δίκτυα κατανομής που είναι κυρίως από καλώδια, βοηθητικά συστήματα εγκαταστάσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, και μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις—όπου οι χωρητικές ροές είναι υψηλές και οι μεταβλητές συνδέσεις στο έδαφος είναι σπάνιες.

• Τροχιακός ρευστός ενοχλήματος μονοφασικού γήινου κατώτερου από 10 A; το φλεγμα εξαφανίζεται αυτόματα και η απομόνωση μπορεί να αποκατασταθεί αυτόματα.
• Διατηρείται η συμμετρία του συστήματος; το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει προσωρινά με ενοχληματικό γήινο, διασφαλίζοντας χρόνο για τον εντοπισμό του ενοχλήματος.
• Ελάχιστη παρεμβολή επικοινωνίας.
• Απλό και οικονομικό.
• Ωστόσο, αν ο ρευστός χωρητικότητας >10 A, μπορεί να παρουσιαστεί υψηλή μεγέθους διακόπτουσα φωτοδυναμική από διακόπτουσα φωτοδυναμική από φλεγμα. Αυτές οι υπερτάσεις είναι μακράς διάρκειας, επηρεάζουν ολόκληρο το δίκτυο και αποτελούν σοβαρό κίνδυνο για εξοπλισμό με αδύναμη απομόνωση - ειδικά για περιστρεφόμενα μηχανήματα. Τέτοιες υπερτάσεις έχουν πολλές φορές προκαλέσει πολυσημειακά γήινα ενοχλήματα, καύση εξοπλισμού και σημαντικές παύσεις λειτουργίας.
  Οι υπερτάσεις συμφωνίας συχνά οδηγούν σε σπασμένα φίλτρα σε μετατροπείς τάσης (VTs), καύση VTs ή ακόμη και σε βλάβη κύριου εξοπλισμού.

• Ο ενδυναμικός ρευστός από τον κατασταλτήρα φλεγματικών αρκετών αντισταθμίζει τον ρευστό χωρητικότητας γήινου του συστήματος, μειώνοντας τον ρευστό ενοχλήματος κάτω από 10 A - επιτρέποντας την αυτόματη εξαφάνιση του φλεγματικού.
• Η απομόνωση στο σημείο ενοχλήματος μπορεί να αποκατασταθεί αυτόματα.
• Μειώνει την πιθανότητα υπερτάσεων από διακόπτουσα φωτοδυναμική από φλεγμα.
• Διατηρεί τη συμμετρία του συστήματος κατά τη διάρκεια μονοφασικών ενοχλήματων, επιτρέποντας προσωρινή συνεχή λειτουργία για τον εντοπισμό του ενοχλήματος.
• Ωστόσο, μειώνει μόνο την πιθανότητα - όχι την εξάλειψη - της διακόπτουσης φωτοδυναμικής από φλεγμα, και δεν μειώνει την τάση της. Το πολλαπλάσιο της υπερτάσεως παραμένει υψηλό, προκαλώντας σημαντική ένταση στην απομόνωση - ειδικά επικίνδυνη για συμπαγείς μετατροπείς και συστήματα καλωδίων, οι οποίοι μπορεί να υποστούν κατάρρευση απομόνωσης ή μεταξύ φάσεων μικροσχηματικές, οδηγώντας σε καταστροφική βλάβη εξοπλισμού.

• Η υψηλή πλευρά 110 kV ή 220 kV των παρκών ανεμογεννήτριων συνήθως χρησιμοποιεί συνδέση ουδέτερου μέσω αποσυνδέτη (απομονοποιητή).
• Η πλευρά 35 kV συστήματος συλλογής συνήθως χρησιμοποιεί κατασταλτήρα φλεγματικών αρκετών ή αντισταθμιστική σύνδεση ουδέτερου.
  • Εάν το σύστημα συλλογής χρησιμοποιεί πλήρεις γραμμές καλωδίων, ο ρευστός χωρητικότητας είναι σχετικά μεγάλος· επομένως, συνιστάται η αντισταθμιστική σύνδεση ουδέτερου.