Wat is die verskil tussen 'n aardingstransformator en 'n boogverdwynspoel?

Oorsig van Aardingstransformators
’n Aardingstransformator, ook bekend as ’n "aardingseenheid", kan op grond van die insuleringsmedium in oliegeëmmerde en droogtipe geklassifiseer word, en op grond van die aantal fases in driesfase- en enkelsfase-tipes. Die primêre funksie van ’n aardingstransformator is om ’n kunsmatige neutrale punt te verskaf vir kragstelsels waar die transformators of generatore nie ’n natuurlike neutrale het (bv. delta-verbonden stelsels). Hierdie kunsmatige neutrale maak dit moontlik om óf ’n Peterson-spoel (boogverdwynspoel) óf ’n lae-weerstandsaardingmetode te gebruik, wat die kapasitiewe aardfoutstroom tydens enkelslyn-na-aarde-foute verminder en die betroubaarheid van die verspreidingsstelsel verhoog.

Oorsig van Boogverdwynspoels (Peterson-spoels)
Gelyk die naam suggereer, is ’n boogverdwynspoel ontwerp om bogen te doof. Dit is ’n ys-ker inductiewe spoel wat tussen die neutrale punt van ’n transformator (of generator) en die aarde verbonden is, wat ’n boogverdwynspoelaardingstelsel vorm. Hierdie konfigurasie verteenwoordig een tipe klein-stroomaardingstelsel. Onder normale bedryfsomstandighede vloei daar geen stroom deur die spoel nie. Wanneer egter die rooster deur ligging getref word of ’n enkelsfase boog-aardfout ervaar, styg die neutrale-puntspanning na fase-spanning. Op hierdie oomblik kompenseer die inductiewe stroom van die boogverdwynspoel die kapasitiewe foutstroom, wat dit effektief ophef. Die resultante residuestroom word baie klein—nie genoeg om die boog te handhaaf nie—wat dit laat uitdooi. Dit elimineer die aardfout vinnig sonder om gevaarlike oorspannings te veroorsaak.

Die sleutelrol van die boogverdwynspoel is om inductiewe stroom te verskaf wat die kapasitiewe stroom by die foutpunt tydens ’n enkelsfase-aardfout kompenseer, wat die totale foutstroom onder 10 A verlaag. Dit help om die heraansteek van die boog ná die stroom-nulpassing te voorkom, bereik booguitdoding, verminder die waarskynlikheid van hoë-magnitude oorspannings, en verhoed fouteskalasie. Wanneer regtig gestem, verlaag die boogverdwynspoel nie net die waarskynlikheid van booginduseerde oorspannings nie, maar onderdruk ook hul amplitude en verminder termiese skade by die foutpunt en spanningsverhoging op die aardingrooster.

Regte steming beteken dat die inductiewe stroom (IL) ooreenkom of dalk naaskeurig die kapasitiewe stroom (IC) kom. In ingenieurspraktikus word die mate van detuning uitgedruk deur die detuning faktor V:

• Wanneer V=0, word dit volledige kompensasie (resonantie toestand) genoem.

• Wanneer V>0, word dit onderskommersie genoem.

• Wanneer V<0, word dit overskommersie genoem.

Ideaal gesproke, vir optimale boogverdwyn, moet die absolute waarde van V so klein as moontlik wees—prefereerbaar nul (volledige kompensasie). Egter, onder normale roosterbedryf, kan ’n klein detuning (spesifiek volledige kompensasie) reeksresonansie oorspannings veroorsaak. Byvoorbeeld, in ’n 6 kV kolmynmagstelsel, kan die neutrale-puntverskuifspanning onder volledige kompensasie 10 tot 25 keer hoër wees as in ’n ongeaard stelsel—bekend as reeksresonansie oorspanning. Verder kan swakkingoperasies (bv. groot motore energiseer of nie-sinkrone sirkelbreker sluiting) ook gevaarlike oorspannings induseer. Derhalwe, wanneer daar geen aardfout bestaan nie, stel die operasie van die boogverdwynspoel naby resonansie ’n risiko voor eerder as ’n veiligheidsgewin. In praktyk word boogverdwynspoels wat in of naby volledige kompensasie werk gewoonlik met ’n dempingweerstand uitgerus om resonansie oorspannings te onderdruk, en veldervaring het bewys dat hierdie benadering baie effektief is.

Verskil Tussen Aardingstransformators en Boogverdwynspoels
In China se 10 kV driesfase verspreidingsstelsels is die neutrale punt tipies ongeaard. Om te voorkom dat intermitterende kapasitiewe strome tydens enkelslyn-aardfoute aanhoudende bogen en spanningsosillasies veroorsaak—wat kan eskaleer tot groot insidente—word ’n aardingstransformator gebruik om ’n kunsmatige neutrale punt te skep. Die aardingstransformator gebruik gewoonlik ’n zigzag (Z-tipe) windingverbinding. Sy neutrale punt word aan ’n boogverdwynspoel verbonden, wat dan geaard word. Tydens ’n enkelsfase-aardfout kompenseer die inductiewe stroom van die boogverdwynspoel die stelsel se kapasitiewe stroom, wat die stelsel laat voortgaan met bedryf vir tot 2 uur terwyl onderhoudpersoneel die fout vind en verwyder.

Dus, die aardingstransformator en die boogverdwynspoel is twee afsonderlike toestelle: die boogverdwynspoel is feitlik ’n groot inductor, verbonden tussen die neutrale punt wat deur die aardingstransformator verskaf word en die aarde. Hulle werk saam as ’n gekoördineerde stelsel—maar dien fundamenteel verskillende funksies.