Applicazione di trasformatori di messa a terra in armadi resistivi di messa a terra del neutro dei generatori

Quando la corrente capacitiva di un generatore è leggermente elevata, è necessario aggiungere una resistenza al punto neutrale del generatore per evitare sovratensioni a frequenza industriale che potrebbero danneggiare l'isolamento del motore in caso di guasto a terra. L'effetto di smorzamento di questa resistenza riduce la sovratensione e limita la corrente di guasto a terra. Durante un guasto monofase del generatore, la tensione tra il neutro e il terreno è uguale alla tensione di fase, solitamente di diversi chilovolt o anche superiore ai 10 kV. Pertanto, questa resistenza deve avere un valore di resistenza molto elevato, il che risulta economicamente costoso.

In generale, non viene collegata direttamente tra il punto neutrale del generatore e il terreno una resistenza ad alto valore e di grandi dimensioni. Al contrario, si utilizza una combinazione di una piccola resistenza e un trasformatore di messa a terra. L'avvolgimento primario del trasformatore di messa a terra è connesso tra il punto neutrale e il terreno, mentre una piccola resistenza è collegata all'avvolgimento secondario. Secondo la formula, l'impedenza riflessa sul lato primario è uguale alla resistenza del lato secondario moltiplicata per il quadrato del rapporto di trasformazione. Quindi, con un trasformatore di messa a terra, una piccola resistenza può funzionare come una resistenza ad alto valore.

Durante un guasto a terra del generatore, la tensione tra il neutro e il terreno (uguale alla tensione applicata all'avvolgimento primario del trasformatore di messa a terra) induce una tensione corrispondente sull'avvolgimento secondario, che può essere utilizzata come base per la protezione contro i guasti a terra, ovvero il trasformatore di messa a terra può estrarre la tensione sequenziale zero.

La tensione primaria nominale del trasformatore è 1,05 volte la tensione di fase del generatore, e la tensione secondaria nominale è di 100 volt. È facile collegare una resistenza all'avvolgimento secondario, e una resistenza da 100 V è facilmente reperibile. Anche se la corrente di guasto a terra riflessa sul lato primario diventa grande a causa del rapporto di trasformazione, un guasto a terra del generatore dovrebbe innescare immediatamente lo spegnimento e la disconnessione, quindi la durata della corrente è molto breve, risultando in effetti termici minimi, il che non comporta problemi.