Ứng dụng của biến áp nối đất trong tủ điện trở nối đất trung tính máy phát điện

Khi dòng điện dung của máy phát điện hơi lớn, cần phải thêm một điện trở tại điểm trung tính của máy phát để tránh quá áp tần số công nghiệp có thể gây hỏng cách điện động cơ trong trường hợp sự cố chạm đất. Hiệu ứng giảm chấn của điện trở này làm giảm quá áp và hạn chế dòng điện sự cố chạm đất. Trong trường hợp sự cố chạm đất một pha của máy phát, điện áp từ điểm trung tính đến đất bằng điện áp pha, thường là vài kilovolt hoặc thậm chí trên 10 kV. Do đó, điện trở này phải có giá trị rất cao, điều này về mặt kinh tế là đắt đỏ.

Nói chung, một điện trở có giá trị lớn không được kết nối trực tiếp giữa điểm trung tính của máy phát và đất. Thay vào đó, một tổ hợp gồm một điện trở nhỏ và biến áp nối đất được sử dụng. Cuộn sơ cấp của biến áp nối đất được kết nối giữa điểm trung tính và đất, trong khi một điện trở nhỏ được kết nối với cuộn thứ cấp. Theo công thức, trở kháng phản chiếu lên phía sơ cấp bằng điện trở phía thứ cấp nhân với bình phương tỷ lệ vòng dây biến áp. Do đó, với biến áp nối đất, một điện trở nhỏ có thể hoạt động như một điện trở có giá trị lớn.

Trong trường hợp sự cố chạm đất máy phát, điện áp từ điểm trung tính đến đất (bằng điện áp áp đặt lên cuộn sơ cấp của biến áp nối đất) tạo ra một điện áp tương ứng trên cuộn thứ cấp, có thể được sử dụng làm cơ sở cho bảo vệ sự cố chạm đất - tức là, biến áp nối đất có thể trích xuất điện áp thứ tự không.

Điện áp định mức cuộn sơ cấp của biến áp là 1,05 lần điện áp pha của máy phát, và điện áp định mức cuộn thứ cấp là 100 volt. Rất dễ dàng để kết nối một điện trở với cuộn thứ cấp, và một điện trở 100 V rất phổ biến. Mặc dù dòng điện sự cố chạm đất phản chiếu lên phía sơ cấp trở nên lớn do tỷ lệ biến áp, nhưng sự cố chạm đất máy phát nên kích hoạt ngắt mạch và dừng ngay lập tức, do đó thời gian dòng điện kéo dài rất ngắn, dẫn đến hiệu ứng nhiệt tối thiểu, điều này không gây vấn đề gì.