Anwendung von Erdtransformern in Generator-Neutralleiter-Widerstands-Schränken

Wenn der kapazitive Strom eines Generators leicht erhöht ist, muss an dem neutralen Punkt des Generators ein Widerstand hinzugefügt werden, um eine Netzfrequenz-Überspannung zu vermeiden, die während eines Erdfehlers die Motorisolation beschädigen könnte. Die Dämpfungswirkung dieses Widerstands reduziert die Überspannung und begrenzt den Erdfehlstrom. Bei einem Einphasen-Erdschluss des Generators entspricht die Spannung zwischen Neutralpunkt und Erde der Phasenspannung, was in der Regel mehrere Kilovolt oder sogar über 10 kV beträgt. Daher muss dieser Widerstand einen sehr hohen Widerstandswert aufweisen, was wirtschaftlich teuer ist.

Im Allgemeinen wird kein großer Widerstand mit hohem Wert direkt zwischen dem neutralen Punkt des Generators und der Erde verbunden. Stattdessen wird eine Kombination aus einem kleinen Widerstand und einem Erdungs-Transformator verwendet. Die Primärwicklung des Erdungs-Transformators wird zwischen dem neutralen Punkt und der Erde verbunden, während ein kleiner Widerstand an der Sekundärwicklung angeschlossen wird. Gemäß der Formel entspricht der auf die Primärseite reflektierte Impedanzwert dem Sekundär-Widerstandswert multipliziert mit dem Quadrat des Transformator-Verhältnisses. Somit kann mit einem Erdungs-Transformator ein kleiner Widerstand als hoher Widerstand fungieren.

Bei einem Erdfehler des Generators entspricht die Spannung zwischen Neutralpunkt und Erde (gleich der Spannung, die an der Primärwicklung des Erdungs-Transformators angelegt wird) einer entsprechenden Spannung an der Sekundärwicklung, die als Grundlage für den Erdfehlerschutz dienen kann, d.h. der Erdungs-Transformator kann die Nullfolgespannung extrahieren.

Die Nennspannung der Primärwicklung des Transformators beträgt 1,05-fach die Phasenspannung des Generators, und die Nennspannung der Sekundärwicklung beträgt 100 Volt. Es ist einfach, einen Widerstand an die Sekundärwicklung anzuschließen, und ein 100-V-Widerstand ist leicht verfügbar. Obwohl der reflektierte Erdfehlstrom auf der Primärseite aufgrund des Transformator-Verhältnisses groß wird, sollte ein Erdfehler des Generators unmittelbare Auslösung und Stilllegung bewirken, so dass die Stromdauer sehr kurz ist, was minimale thermische Auswirkungen hat, was kein Problem darstellt.