کاربرد ترانسفورماتورهای زمین‌گذاری در کابینتهای مقاومت زمین‌گذاری نوتروژنرатор

وقتی جریان ظرفیتی ژنراتور کمی بزرگ است، باید مقاومتی در نقطه میانی ژنراتور اضافه شود تا از ولتاژ فراکاربری فرکانس قدرت که می‌تواند عایق موتور را در حین خطای زمینی آسیب بزند، جلوگیری شود. اثر میرایی این مقاومت ولتاژ فراکاربری را کاهش می‌دهد و جریان خطای زمینی را محدود می‌کند. در زمان خطای زمینی تک‌فاز ژنراتور، ولتاژ میانی به زمین برابر با ولتاژ فاز است که معمولاً چند کیلوولت یا حتی بالاتر از ۱۰ کیلوولت است. بنابراین، این مقاومت باید دارای مقادیر مقاومت بسیار بالا باشد که از نظر اقتصادی گران است.

به طور کلی، مقاومت بزرگ با مقادیر مقاومت بالا مستقیماً بین نقطه میانی ژنراتور و زمین متصل نمی‌شود. به جای آن، ترکیبی از مقاومت کوچک و ترانسفورماتور زمینی استفاده می‌شود. پیچش اصلی ترانسفورماتور زمینی بین نقطه میانی و زمین متصل می‌شود، در حالی که مقاومت کوچک به پیچش ثانویه متصل می‌شود. بر اساس فرمول، امپدانس منعکس شده به سمت اصلی برابر با مقاومت سمت ثانویه ضرب در مجذور نسبت دورهای ترانسفورماتور است. بنابراین، با استفاده از ترانسفورماتور زمینی، مقاومت کوچک می‌تواند عملکرد یک مقاومت با مقادیر مقاومت بالا را انجام دهد.

در زمان خطای زمینی ژنراتور، ولتاژ میانی به زمین (که برابر با ولتاژ اعمال شده به پیچش اصلی ترانسفورماتور زمینی است) ولتاژ متناظری را در پیچش ثانویه القا می‌کند که می‌تواند به عنوان پایه‌ای برای حفاظت از خطاها استفاده شود—یعنی ترانسفورماتور زمینی می‌تواند ولتاژ دنباله صفر را استخراج کند.

ولتاژ اسمی اصلی ترانسفورماتور ۱.۰۵ برابر ولتاژ فاز ژنراتور است و ولتاژ ثانویه اسمی ۱۰۰ ولت است. اتصال مقاومت به پیچش ثانویه آسان است و مقاومت ۱۰۰ ولتی به راحتی در دسترس است. اگرچه جریان خطا زمینی منعکس شده در سمت اصلی به دلیل نسبت ترانسفورماتور بزرگ می‌شود، اما خطای زمینی ژنراتور باید باعث قطع و خاموشی فوری شود، بنابراین مدت زمان جریان بسیار کوتاه است و اثرات گرمایی کمی دارد که مشکلی ایجاد نمی‌کند.