A transzformátor fémvesztőhöz való kapcsolása értelmezése

• A hálózat biztonságát, megbízhatóságát és gazdaságosságát;
• A rendszer eszközeinek izolációs szintjének kiválasztását;
• A túlfeszültségi szinteket;
• A relévédelmi eljárásokat;
• Az elektromos interferenciát a kommunikációs vonalakkal.

• Magas-fault-áramú rendszer: Amikor egyegyfázisú földhelyzet jön létre, a keletkező fault-áram nagyon nagy. Például a 110 kV-nál magasabb feszültségi szintű rendszerek, valamint a 380/220 V-os háromfázisú négyvonalas rendszerek. Ezt is hatékonyan földelt rendszereknek nevezik.
• Alacsony-fault-áramú rendszer: Egy egyszerű földhelyzet során nincs teljes átkötési hurok, ezért a fault-áram sokkal kisebb, mint a normál terhelési áram. Ezt nem hatékonyan földelt rendszereknek nevezik.

• Szilárdan földelt semleges pont
• Semleges pont földelése ellenálláson keresztül

• Nem földelt semleges pont
• Semleges pont földelése arcelszupinyon (Petersen-kör) keresztül

• Egy egyszerű földhelyzet esetén azonnal le kell állítani a hibás eszközt, ami a tápellátást megszakítja és csökkenti a megbízhatóságot.
• A nagy átkötési áram jelentős elektrodinamikai és hőmérsékleti nyomást gyakorol, ami potenciálisan bővíti a sérülést.
• A nagy fault-áram erős mágneses mezőt generál, ami elektromos interferenciát okoz a közeli kommunikációs és jelzési ágaknak.
• Egy egyszerű földhelyzet során a hibás fázis feszültsége nullává változik, míg a nem hibás fázisok feszültsége közel marad a normál fázisfeszültséghöz. Így a berendezések izolációja csak a fázisfeszültséghez készülhet, ami csökkenti a költségeket, különösen a magasabb feszültségi szinteken.

• Magas-ellenállású földelés
• Közepes-ellenállású földelés
• Alacsony-ellenállású földelés

• Lehetővé teszi az automatikus hibaeltávolítást és egyszerűsíti a működést/karbantartást.
• Gyorsan elvonja a földhelyzeteket, ami alacsony túlfeszültségeket eredményez, kiküszöböli a rezonancia túlfeszültségeket, és lehetővé teszi a kevesebb izolációs szintű kábelek és eszközök használatát.
• Csökkenti az izoláció öregedését, meghosszabbítja a berendezések élettartamát és javítja a megbízhatóságot.
• A fault-áramok (száz amper vagy annál több) garantálják a relévédelem magas érzékenységét és selejtezőségét, nincs szükség összetett hiba-vonal kiválasztásra.
• Csökkenti a tűz kockázatát.
• Lehetővé teszi a nagy energiamegoldó és alacsony maradékfeszültségű ZnO üzemanyag-szabályozók használatát a túlfeszültség-védelemhez.
• Elősegíti a 5. harmonikus komponens csillapítását a hőhajtóművekben, megelőzi a fázis-fázis hibák kialakulását.

• Magas-ellenállású földelés: Alkalmazható azzal a hálózatokban, ahol a kapacitív földáram <10 A, nagy generátorkészülékekben, ahol az egyfázisú földáram meghaladja a megengedett határokat, de <10 A. Az ellenállás értéke általában százak és ezeresek ohm között mozog.
• Közepes- és alacsony-ellenállású földelés: Nincs szigorú határ, általában:
• Közepes ellenállás: A semleges fault-áram 10 A és 100 A között
• Alacsony ellenállás: A semleges fault-áram >100 A

Ezeket főleg áramkábelys városi elosztóhálózatokban, erőmű segédrendszerben és nagy ipari létesítményekben—ahol a kapacitív áramok magasak és a rövid idejű fővillámok ritkák—használják.

• Egyszakaszos földrengési áram <10 A; az ív önmagában kialszik, és a izoláció automatikusan helyreállhat.
• A rendszer szimmetriája megtartásra kerül; a rendszer ideiglenesen működhet hibával, hogy időt adjon a hiba meghatározására.
• Minimális kommunikációs zavar.
• Egyszerű és gazdaságos.
• Azonban, ha a kapacitív áram >10 A, nagy erősségű, folyamatosan felbukkanó íves földrengési túlmenetek fordulhatnak elő. Ezek a túlmenetek hosszan tartóak, a teljes hálózatot érintik, és komoly fenyegetést jelentenek a gyenge izolációjú eszközöknek, különösen a forgógépeknek. Ilyen túlmenetek többször is okozták több pontú földrengéseket, berendezések szenvedését, és nagy méretű kieséseket.
  A rezonzáns túlmenetek gyakran vezetnek a feszültségátalakítók (VT) védők megsemmisüléséhez, VT szenvedéséhez, vagy akár a főberendezések károsodásához.

• A Petersen csillag-kiváltó induktív árama kiegyensúlyozza a rendszer kapacitív földrengési áramát, csökkentve a hibajelzést <10 A-ra, lehetővé téve az ív önmagában történő kialszását.
• A hibaponton lévő izoláció automatikusan helyreállhat.
• Csökkenti a folyamatosan felbukkanó íves földrengési túlmenetek valószínűségét.
• Megtartja a rendszer szimmetriáját az egyszakaszos hibák során, lehetővé téve az ideiglenes további működést a hiba meghatározása érdekében.
• Azonban csak a valószínűségét csökkenti – nem eltünteti – az íves földrengési túlmenetet, és nem csökkenti a nagyságát. A túlmeneti többszörös marad magas, jelentős izolációs terhelést jelentve, különösen veszélyes a kompakt váltók és kábeles rendszerek szerint, amelyek izolációs károsodást vagy fázis közötti rövidzártatást szenvedhetnek, ami katasztrofális berendezéskárosodáshoz vezethet.

• A szélenergia-parkok 110 kV vagy 220 kV magfeszültségi oldalán általában földre kötik a semleges vonalat diszjunktornak (izolátor).
• A 35 kV gyűjtőrendszer oldalán általában használnak Petersen csillag-kiváltót vagy ellenállást a földre kötéshez.
  • Ha a gyűjtőrendszer teljesen kábel alapú, a kapacitív áram relatíve nagy; ezért ajánlott a ellenállásos földre kötés.