ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल ग्राउंडिंग समझना

• विद्युत ग्रिड की सुरक्षा, विश्वसनीयता और अर्थशास्त्रीयता पर;
• सिस्टम उपकरणों के इन्सुलेशन स्तरों के चयन पर;
• ओवरवोल्टेज स्तरों पर;
• रिले सुरक्षा योजनाओं पर;
• संचार लाइनों पर विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप पर।

• उच्च-ग्राउंड-फ़ॉल्ट-करंट प्रणाली: जब एकल-धारा-से-पृथ्वी फ़ॉल्ट होता है, तो उत्पन्न ग्राउंड फ़ॉल्ट करंट बहुत बड़ा होता है। उदाहरण के लिए, वे प्रणालियाँ जो दर्ज की गई हैं 110 kV और उससे ऊपर, और भी 380/220 V तीन-धारा चार-तारी प्रणाली। इसे भी प्रभावी रूप से ग्राउंडिंग प्रणाली कहा जाता है।
• निम्न-ग्राउंड-फ़ॉल्ट-करंट प्रणाली: एकल-धारा ग्राउंड फ़ॉल्ट के दौरान, पूर्ण शॉर्ट-सर्किट लूप नहीं बनता, इसलिए फ़ॉल्ट करंट आम लोड करंट से बहुत कम होता है। इसे भी प्रभावी रूप से ग्राउंडिंग नहीं की गई प्रणाली कहा जाता है।

• ठोस रूप से ग्राउंडिंग न्यूट्रल
• रेजिस्टर के माध्यम से ग्राउंडिंग न्यूट्रल

• अग्राउंडिंग न्यूट्रल
• आर्क सप्रेशन कोइल (पीटरसन कोइल) के माध्यम से ग्राउंडिंग न्यूट्रल

• एकल-धारा ग्राउंड फ़ॉल्ट के लिए तुरंत फ़ॉल्टी उपकरण को ट्रिपिंग की आवश्यकता होती है, जिससे विद्युत प्रदान की विफलता होती है और विश्वसनीयता कम होती है।
• बड़ा शॉर्ट-सर्किट करंट बड़ा विद्युत-डायनामिक और थर्मल तनाव उत्पन्न करता है, जो क्षति को बढ़ा सकता है।
• उच्च फ़ॉल्ट करंट से उत्पन्न मजबूत चुंबकीय क्षेत्र निकटवर्ती संचार और संकेत चालकों पर विद्युत-चुंबकीय हस्तक्षेप का कारण बनता है।
• एकल-धारा फ़ॉल्ट के दौरान, फ़ॉल्ट वाली धारा का वोल्टेज शून्य तक गिर जाता है, जबकि अफ़ॉल्ट धाराओं का वोल्टेज सामान्य धारा वोल्टेज के निकट रहता है। इस प्रकार, उपकरणों के इन्सुलेशन को केवल धारा वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है - यह लागत कम करता है, विशेष रूप से उच्च वोल्टेज स्तरों पर लाभदायक है।

• उच्च-रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग
• मध्य-रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग
• निम्न-रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग

• स्वचालित फ़ॉल्ट क्लियरेंस की सुविधा देता है और ऑपरेशन/मेंटेनेंस को सरल बनाता है।
• ग्राउंड फ़ॉल्ट को तेजी से अलग करता है, जिससे कम ओवरवोल्टेज, रिझोनेंट ओवरवोल्टेज का समापन और कम-इन्सुलेशन-ग्रेड केबल और उपकरणों का उपयोग संभव होता है।
• इन्सुलेशन की उम्र बढ़ाता है, उपकरणों की लंबी उम्र देता है और विश्वसनीयता बढ़ाता है।
• ग्राउंड फ़ॉल्ट करंट (सैकड़ों एम्पियर या अधिक) रिले सुरक्षा की उच्च संवेदनशीलता और चयनकारिता को सुनिश्चित करता है - जटिल फ़ॉल्ट लाइन चयन की आवश्यकता नहीं होती।
• आग के जोखिम को कम करता है।
• उच्च ऊर्जा अवशोषण और कम अवशेष वोल्टेज वाले गैपलेस ZnO सर्ज आरेस्टर्स का उपयोग ओवरवोल्टेज सुरक्षा के लिए किया जा सकता है।
• आर्क ग्राउंडिंग ओवरवोल्टेज में 5वें हार्मोनिक घटकों को दबाता है, जिससे फेज-से-फेज फ़ॉल्ट तक का विस्तार रोका जा सकता है।

• उच्च-रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग: क्षमतात्मक ग्राउंड करंट <10 A वाले डिस्ट्रिब्यूशन नेटवर्कों के लिए उपयुक्त, जहाँ एकल-धारा ग्राउंड करंट अनुमत लिमिट से अधिक होता है लेकिन <10 A तक रहता है। रेजिस्टेंस मान आम तौर पर सैकड़ों से हजारों ओहम के बीच होते हैं।
• मध्य- और निम्न-रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग: कोई नियमित सीमा नहीं है, लेकिन आम तौर पर:
• मध्य रेजिस्टेंस: न्यूट्रल फ़ॉल्ट करंट बीच 10 A और 100 A
• निम्न रेजिस्टेंस: न्यूट्रल फ़ॉल्ट करंट >100 A

ये उपयोग किए जाते हैं केबलों से नियंत्रित शहरी वितरण नेटवर्क, पावर प्लांट सहायक प्रणालियों, और बड़े औद्योगिक इकाइयों—जहाँ धारा की धारिता उच्च होती है और स्थायी ग्राउंड फ़ॉल्ट दुर्लभ होते हैं।

• एक-फेजी ग्राउंड फ़ॉल्ट करंट <10 A; आर्क स्व-निर्मूल हो जाता है, और इन्सुलेशन स्व-पुनर्स्थापित हो सकता है।
• सिस्टम की सममिति बनी रहती है; सिस्टम फ़ॉल्ट के साथ लघुकालिक ऑपरेशन कर सकता है ताकि फ़ॉल्ट की स्थिति को खोजने का समय मिल सके।
• न्यूनतम संचार हस्तक्षेप।
• सरल और आर्थिक।
• हालाँकि, यदि कैपेसिटिव करंट >10 A, उच्च-मात्रा वाले अस्थिर आर्क ग्राउंडिंग ओवरवोल्टेज हो सकते हैं। ये ओवरवोल्टेज लंबे समय तक रहते हैं, पूरे नेटवर्क को प्रभावित करते हैं, और कमजोर इन्सुलेशन वाले उपकरणों के लिए गंभीर धमकी बनते हैं—विशेष रूप से घूर्णन मशीनों के लिए। ऐसे ओवरवोल्टेज बार-बार बहु-बिंदु ग्राउंड फ़ॉल्ट, उपकरणों का जलना, और बड़े पैमाने पर ऑफ़-सर्विस का कारण बने हैं।
  रिझोनेंट ओवरवोल्टेज अक्सर वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (VTs) में फ्यूज़ फटने, VTs का जलना, या यहाँ तक कि मुख्य उपकरणों का नुकसान का कारण बनते हैं।

• आर्क विलोपन कुंडली से आने वाला इंडक्टिव करंट सिस्टम के कैपेसिटिव ग्राउंड करंट को भरता है, फ़ॉल्ट करंट को <10 A तक कम करता है—आर्क को स्व-निर्मूल होने देता है।
• फ़ॉल्ट बिंदु पर इन्सुलेशन स्व-पुनर्स्थापित हो सकता है।
• अस्थिर आर्क ग्राउंडिंग ओवरवोल्टेज की संभावना को कम करता है।
• एक-फेजी फ़ॉल्ट के दौरान सिस्टम की सममिति बनी रहती है, फ़ॉल्ट की स्थिति को खोजने के लिए लघुकालिक ऑपरेशन की अनुमति देता है।
• हालाँकि, यह बस संभावना को कम करता है—नहीं निर्मूल करता—आर्क ग्राउंडिंग ओवरवोल्टेज, और इसकी मात्रा को नहीं कम करता। ओवरवोल्टेज गुणांक उच्च रहता है, इन्सुलेशन पर गंभीर तनाव डालता है—विशेष रूप से छोटे स्विचगियर और केबल सिस्टमों के लिए खतरनाक, जो इन्सुलेशन टूटने या फेज-से-फेज शॉर्ट सर्किट का शिकार हो सकते हैं, जिससे उपकरणों की विनाशकारी विफलता हो सकती है।

• पवन आर्द्र क्षेत्रों की 110 kV या 220 kV उच्च-वोल्टेज तरफ सामान्यतः डिसकनेक्टर (इसोलेटर) के माध्यम से न्यूट्रल ग्राउंडिंग का उपयोग किया जाता है।
• 35 kV कलेक्टर सिस्टम तरफ सामान्यतः आर्क विलोपन कुंडली या प्रतिरोध ग्राउंडिंग का उपयोग किया जाता है।
  • यदि कलेक्टर सिस्टम अपना उपयोग करता है सभी-केबल लाइनें, तो कैपेसिटिव करंट अपेक्षाकृत बड़ा होता है; इसलिए, प्रतिरोध ग्राउंडिंग की सिफारिश की जाती है।