Razumevanje nevtralnega priključka transformatorja

• Varnost, zanesljivost in ekonomičnost električnega omrežja;
• Izbira izolacijskih nivojev za opremo sistema;
• Nivo prekomernih napetosti;
• Sheme zaščitnih relayskih naprav;
• Elektromagnetsko motnjo komunikacijskih linij.

• Sistem s visokim tokom pri kršenju zemlje: Ko pride do enofaznega kršenja zemlje, je rezultirajoči tok kršenja zemlje zelo velik. Primeri so sistemi z napetostmi 110 kV in višje, kot tudi 380/220 V trofazni štirijevečni sistemi. Tako tudi znani kot učinkovito zazemljene sistemi.
• Sistem z nizkim tokom pri kršenju zemlje: Med enofaznim kršenjem zemlje ni oblikovan popoln kršeni zanke, zato je tok kršenja veliko manjši od normalnega tokovnega naboja. Tako tudi znani kot neučinkovito zazemljene sistemi.

• Trdno zazemljeno nevtralo
• Nevtralo zazemljeno preko upornika

• Nevtralo brez zazemljanja
• Nevtralo zazemljeno preko arčnega zračnega bobnika (Petersen bobnik)

• Enofazno kršenje zemlje zahteva takojšnji preklop okvarnega strojja, ki prekine oskrbo s strmo in zmanjša zanesljivost.
• Velik tok kršenja ustvari značilne elektrodinamske in termalne obremenitve, ki lahko razširijo škodo.
• Močni magnetni polja iz visokih tokov kršenja povzročajo elektromagnetsko motnjo blizu komunikacijskih in signalnih vezij.
• Med enofaznim kršenjem padne napetost okvarjene faze na nič, medtem ko ostanejo napetosti neokvarjenih faz bližje normalni fazni napetosti. Tako se lahko izolacija opreme oblikuje samo za fazno napetost—kar zmanjša stroške, še posebej koristno pri višjih nivojih napetosti.

• Visokouporne zazemljanje
• Srednjeuporne zazemljanje
• Nizkouporne zazemljanje

• Omogoča samodejno odstranjevanje okvare in poenostavi delo/maintanance.
• Hitro izolira kršenja zemlje, kar prinese nizke prekomerne napetosti, odpravlja resonantne prekomerne napetosti in omogoča uporabo kablov in opreme z nižjimi izolacijskimi nivoji.
• Zmanjša staranje izolacije, podaljša življenjsko dobo opreme in izboljša zanesljivost.
• Toki kršenja zemlje (sto ali več amper) zagotavljajo visoko občutljivost in selektivnost zaščitnih relayskih naprav—ni zahteva za zapleteno izbiro okvarne linije.
• Zmanjša tveganje za požar.
• Omogoča uporabo brezlukenih ZnO varovalnih ventila z visokim absorpcijskim energetskim nivojem in nizkim ostanekom napetosti za zaščito pred prekomernimi napetostmi.
• Zadržuje peti harmonski komponente v prekomernih napetostih pri arčnem zazemljanju, da se prepreči eskalacija v mehursko kršenje.

• Visokouporne zazemljanje: Primerno za distribucijska omrežja z kapacitivnim tokom zemlje <10 A, veliki generatorji, kjer preseže enofazni tok zemlje dovoljene meje, vendar ostane <10 A. Vrednosti upornosti običajno segajo od stotic do tisoč ohmov.
• Srednje- in nizkouporne zazemljanje: Ni stroge meje, ampak običajno:
• Srednje upornost: Tok nevtrale pri kršenju med 10 A in 100 A
• Nizka upornost: Tok nevtrale pri kršenju >100 A

Uporabljajo se v mestnih distribucijskih omrežjih, ki so značilna za kabelska omrežja, pomožnih sistemih elektrarn, in velikih industrijskih objektih—kjer so kapacitivni tokovi visoki in prehodni zemeljski krcki redki.

• Enofazni tok krivice na zemlji <10 A; luk se samoodpali in izolacija se lahko samodejno obnovi.
• Simetrija sistema ostane ohranjena; sistem lahko začasno deluje s krivico, da omogoči čas za iskanje krivice.
• Minimalna motnja v komunikaciji.
• Preprosto in ekonomično.
• Vendar, če je kapacitivni tok >10 A, možni so visoki intermitentni lukovi pri povezavi z zemljo, ki povzročajo previsoke napetosti. Te previsoke napetosti so dolgotrajne, vplivajo na celotno omrežje in predstavljajo resne tveganja za opremo z šibko izolacijo - posebej za vrteča se stroji. Take previsoke napetosti so že večkrat povzročile večtočke krivice, zgorela oprema in velike odmiki.
  Rezonančne previsoke napetosti pogosto vodijo do odpaljenih varnikov v napetostnih transformatorjih (VT), zgorelih VT ali celo poškodovanju glavne opreme.

• Induktivni tok iz lukovega potlačevalnega bobna kompenzira kapacitivni tok sistema na zemlji, zmanjša tok krivice na manj kot 10 A - dovoljuje samoodpaljanje luka.
• Izolacija na mestu krivice se lahko samodejno obnovi.
• Zmanjša verjetnost intermitentnih lukov pri povezavi z zemljo, ki povzročajo previsoke napetosti.
• Ohranja simetrijo sistema med enofaznimi krivicami, omogoča začasno nadaljnje delovanje za iskanje krivice.
• Vendar to le zmanjša verjetnost - ne izniči - lukove previsoke napetosti pri povezavi z zemljo, in ne zmanjša njihove intenzitete. Večkratnik previsoke napetosti ostaja visok, kar predstavlja znaten stres za izolacijo - posebno nevarno za kompaktno preklopniksko opremo in kabelska sistema, ki lahko trpijo razbitje izolacije ali fazi-fazi kratkih zaprtij, kar vodi do katastrofalen propad opreme.

• V višjih napetostih 110 kV ali 220 kV v vetrenih parkih se tipično uporablja neutralna zemlja skozi ločilnik (izolator).
• Na strani zbirnega sistema 35 kV se običajno uporablja lukovo potlačevalno bobno ali uporni zemljenje.
  • Če zbirni sistem uporablja vse kabelske linije, je kapacitivni tok relativno velik; zato se priporoča uporno zemljenje.