Kuelewa kuhusu Mzunguko wa Transformer Neutral Grounding

• Usalama, ulimwengu na fursa za gridi ya umeme;
• Chaguo la viwango vya mafuta kwa vyombo vya mfumo;
• Viwango vya overvoltage;
• Mifano ya relay protection;
• Interference ya electromagnetism kwa mistari ya mawasiliano.

• Mfumo wa High-Ground-Fault-Current: Wakati utatibu wa single-phase-to-ground anapotokea, currenti ya ground fault inakuwa sana. Misali zinazotofautiana ni mfumo wa 110 kV na zaidi, pamoja na 380/220 V three-phase four-wire systems. Pia inatafsiriwa kama effectively grounded systems.
• Mfumo wa Low-Ground-Fault-Current: Wakati utatibu wa single-phase ground anapotokea, hakuna loop kamili ya short-circuit inatumika, kwa hiyo currenti ya utatibu inakuwa chache kuliko currenti ya normal load. Pia inatafsiriwa kama non-effectively grounded systems.

• Nukta ya kati iliyotambuliwa solidly
• Nukta ya kati iliyotambuliwa kupitia resistor

• Nukta ya kati isiyotambuliwa
• Nukta ya kati iliyotambuliwa kupitia arc suppression coil (Petersen coil)

• Utatibu wa single-phase ground unahitaji tripping ya immediate ya vyombo vya utatibu, kufunga matokeo na kupunguza ulimwengu.
• Currenti kali ya short-circuit inajenga stress ya electrodynamic na thermal, inaweza kusababisha udhaifu.
• Magnetic fields makubwa kutokana na currenti kali ya utatibu huweka electromagnetic interference kwenye mistari ya karibu ya mawasiliano na signaling.
• Wakati wa single-phase fault, voltage ya phase ya utatibu hutenda kuwa zero, lakini voltage ya phase zenye si utatibu zinaendelea kukua karibu na voltage ya phase sahihi. Hivyo, mifumo ya insulation ya vyombo vinaweza kujengwa tu kwa voltage ya phase—kupunguza gharama, hasa katika viwango vya voltage vya juu.

• High-resistance grounding
• Medium-resistance grounding
• Low-resistance grounding

• Inasaidia kutoa automatic fault clearance na kudhibiti operation/maintenance.
• Huondoka ground faults haraka, inaweza kupunguza overvoltages, kufanikiwa kwa resonant overvoltages, na kutumia cables na vyombo vilivyopewa viwango vya chini.
• Hupunguza aging ya insulation, hupanua miaka ya vyombo, na hujitolea ulimwengu.
• Currenti za ground fault (hundreds of amperes au zaidi) huchukua sensitivity na selectivity ya relay protection—hakuna hitaji wa complex fault line selection.
• Hupunguza hatari ya moto.
• Inaruhusu kutumia gapless ZnO surge arresters wenye energy absorption ya juu na residual voltage chache kwa ajili ya overvoltage protection.
• Hupunguza 5th harmonic components katika arc grounding overvoltages, kusisimua kwa phase-to-phase faults.

• High-resistance grounding: Inayofaa kwa distribution networks ambazo capacitive ground current <10 A, generators kubwa ambazo single-phase ground current inapita kwa limits za allowable lakini bado <10 A. Resistance values mara nyingi zinatarajiwa kutokuwa hundreds to thousands of ohms.
• Medium- and low-resistance grounding: Hakuna mpaka rasmi, lakini mara nyingi:
• Medium resistance: Neutral fault current kati ya 10 A na 100 A
• Low resistance: Neutral fault current >100 A

Hizi huchukua kwenye mitandao ya maeneo miji yenye viwango vya kabali, mipango ya msaidizi wa viwanda vya umeme, na viwanda vikubwa vya kiindustria—ambako ampereshi za capacitance ni juu na matatizo ya ground yanayokosa mara chache tu.

• Kasi ya kivuli moja ya chini ya 10 A; kivuli kinakwenda kwenye mautu, na uzimwi unaweza kurudi kwa kujitumia.
• Ufanisi wa mfumo unalindwa; mfumo unaweza kutumika kwa muda uchache na kosa ili kupata nafasi ya kutafuta mahali pa kosa.
• Maongezi yasiyopatikana sana.
• Rahisi na rahisi katika gharama.
• Lakini, ikiwa kasi ya kapasiti ni zaidi ya 10 A, kivuli kubwa kati ya kivuli na ardhi inaweza kutokea. Kivuli haya hayo hayawezi kusisimua mara tu, yanavyosababisha ukosefu mkubwa wa umeme, na yanavyopatikana kwa vipimo vingine, yanavyopatana na hatari kubwa kwa vyombo vilivyokuwa na uzimwi mdogo hasa mashine zenye kusuka. Kivuli haya hayo hayawezi kusisimua mara tu yamekuwa sababu ya kivuli mengi, kutosha kwa vyombo, na ukosefu mkubwa wa umeme.
  Kivuli haya hayo hayawezi kusisimua mara tu mara nyingi yanavyosababisha vipeo vya umeme (VTs) kuanguka, VT kuanguka, au hata kuharibu vyombo muhimu.

• Kasi inayotoka kwa kivuli cha kukata arc suppression coil huwekeza kasi ya kapasiti ya mfumo, inayorudisha kasi ya kosa hadi <10 A—inayoweza kusababisha kivuli kufungwa.
• Uzimwi wa kosa unaweza kurudi kwa kujitumia.
• Huredu vitendawili vya kivuli kubwa kati ya kivuli na ardhi.
• Linamalizia ufanisi wa mfumo wakati wa kivuli moja, kunawezesha kutumia kwa muda uchache kwa kutafuta mahali pa kosa.
• Lakini, ina huru tu ya kuredu matumizi—si kuharibu—kivuli kubwa kati ya kivuli na ardhi, na haiharibu ukubwa wake. Ongezeko la kivuli linabaki kubwa, linalowezesha hatari kubwa kwa uzimwi—hasa kwa vyombo vya kutumia na mitandao ya kabila, ambayo yanaweza kuharibika au kufungwa kati ya kivuli, kusababisha kuharibi kwa nguvu kwa vyombo.

• Sehemu ya juu ya umeme wa 110 kV au 220 kV ya maeneo ya pumzi mara nyingi hutumia uzimwi wa limi kwa kutumia disconnector (isolator).
• Sehemu ya 35 kV ya mfumo wa kusanyaji mara nyingi hutumia kivuli cha kukata arc suppression au resistor grounding.
  • Ikiwa mfumo wa kusanyaji unatumia mitandao yote ya kabila, kasi ya kapasiti inakuwa kubwa; kwa hiyo, tumia resistor grounding.