การใช้งานหม้อแปลงต่อพื้นดินในตู้ต้านทานต่อพื้นดินของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เมื่อกระแสความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขนาดใหญ่เล็กน้อย ต้องเพิ่มตัวต้านทานที่จุดกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อป้องกันแรงดันเกินที่ความถี่ของระบบไฟฟ้าซึ่งอาจทำลายฉนวนของมอเตอร์ในระหว่างการลัดวงจรกับพื้นได้ การลดแรงดันเกินโดยตัวต้านทานนี้ช่วยลดแรงดันเกินและจำกัดกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจร เมื่อมีการลัดวงจรเฟสเดียวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันระหว่างจุดกลางกับพื้นจะเท่ากับแรงดันเฟส ซึ่งมักจะเป็นหลายกิโลโวลต์หรือมากกว่า 10 กิโลโวลต์ ดังนั้น ตัวต้านทานนี้ต้องมีค่าความต้านทานสูงมาก ซึ่งมีราคาสูงทางเศรษฐกิจ

โดยทั่วไปแล้ว ตัวต้านทานค่าสูงขนาดใหญ่ไม่ได้เชื่อมต่อตรงระหว่างจุดกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับพื้นแต่ใช้การรวมตัวต้านทานขนาดเล็กและหม้อแปลงกราวดิ้งแทน ขดลวดหลักของหม้อแปลงกราวดิ้งเชื่อมต่อระหว่างจุดกลางกับพื้น ในขณะที่ตัวต้านทานขนาดเล็กเชื่อมต่อที่ขดลวดรอง ตามสูตร ความต้านทานที่สะท้อนกลับมาที่ข้างขดลวดหลักเท่ากับความต้านทานข้างขดลวดรองคูณด้วยกำลังสองของอัตราส่วน匝数比。因此，通过接地变压器，一个小电阻可以起到高值电阻的作用。

在发电机发生接地故障时，中性点对地电压（等于施加在接地变压器初级绕组上的电压）会在次级绕组上感应出相应的电压，这可以用作接地故障保护的基础——即接地变压器可以提取零序电压。

变压器的额定初级电压为发电机相电压的1.05倍，额定次级电压为100伏。很容易将电阻连接到次级绕组上，并且100伏的电阻很容易获得。虽然由于变压器变比的原因，反射到初级侧的接地故障电流会变得很大，但发电机接地故障应立即触发跳闸和停机，因此电流持续时间非常短，导致热效应极小，不会造成问题。

เมื่อกระแสความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขนาดใหญ่เล็กน้อย ต้องเพิ่มตัวต้านทานที่จุดกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อป้องกันแรงดันเกินที่ความถี่ของระบบไฟฟ้าซึ่งอาจทำลายฉนวนของมอเตอร์ในระหว่างการลัดวงจรกับพื้นได้ การลดแรงดันเกินโดยตัวต้านทานนี้ช่วยลดแรงดันเกินและจำกัดกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจร เมื่อมีการลัดวงจรเฟสเดียวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันระหว่างจุดกลางกับพื้นจะเท่ากับแรงดันเฟส ซึ่งมักจะเป็นหลายกิโลโวลต์หรือมากกว่า 10 กิโลโวลต์ ดังนั้น ตัวต้านทานนี้ต้องมีค่าความต้านทานสูงมาก ซึ่งมีราคาสูงทางเศรษฐกิจ

โดยทั่วไปแล้ว ตัวต้านทานค่าสูงขนาดใหญ่ไม่ได้เชื่อมต่อตรงระหว่างจุดกลางของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับพื้นแต่ใช้การรวมตัวต้านทานขนาดเล็กและหม้อแปลงกราวดิ้งแทน ขดลวดหลักของหม้อแปลงกราวดิ้งเชื่อมต่อระหว่างจุดกลางกับพื้น ในขณะที่ตัวต้านทานขนาดเล็กเชื่อมต่อที่ขดลวดรอง ตามสูตร ความต้านทานที่สะท้อนกลับมาที่ข้างขดลวดหลักเท่ากับความต้านทานข้างขดลวดรองคูณด้วยกำลังสองของอัตราส่วนหม้อแปลง ดังนั้น ด้วยหม้อแปลงกราวดิ้ง ตัวต้านทานขนาดเล็กสามารถทำงานเหมือนตัวต้านทานค่าสูงได้

เมื่อมีการลัดวงจรกับพื้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันระหว่างจุดกลางกับพื้น (เท่ากับแรงดันที่นำไปใช้ที่ขดลวดหลักของหม้อแปลงกราวดิ้ง) จะเหนี่ยวนำแรงดันที่สอดคล้องบนขดลวดรอง ซึ่งสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการป้องกันการลัดวงจรกับพื้น—นั่นคือ หม้อแปลงกราวดิ้งสามารถสกัดเอาแรงดันลำดับศูนย์ได้

แรงดันเรตติ้งข้างขดลวดหลักของหม้อแปลงเท่ากับ 1.05 เท่าของแรงดันเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และแรงดันเรตติ้งข้างขดลวดรองคือ 100 โวลต์ ง่ายต่อการเชื่อมต่อตัวต้านทานกับขดลวดรอง และตัวต้านทาน 100 โวลต์หาได้ง่าย แม้ว่ากระแสไฟฟ้าที่สะท้อนกลับมาที่ข้างขดลวดหลักจะมีขนาดใหญ่เนื่องจากอัตราส่วนหม้อแปลง แต่การลัดวงจรกับพื้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรกระตุ้นการทริปและหยุดการทำงานทันที ดังนั้น ระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าจะสั้นมาก ทำให้ผลความร้อนน้อยมาก ซึ่งไม่เป็นปัญหา