Каква е разликата между заземващ трансформатор и катод за подтискане на дъга?

Преглед на трансформатори за заземване
Трансформаторът за заземване, често наричан просто "трансформатор за заземване" или "единица за заземване", може да бъде класифициран като маслено-замочен или сух в зависимост от изолиращата среда, и като трифазен или единичен в зависимост от броя фази. Основната функция на трансформатора за заземване е да предостави изкуствена нейтрална точка за електроенергийни системи, чиито трансформатори или генератори липсват на естествена нейтрална точка (например, системи с дельта-връзка). Тази изкуствена нейтрална точка позволява използването на петерсонов котел (котел за подаване на дъга) или метод на заземяване с ниско съпротивление, което намалява капацитетния ток при повреди на земята и подобрява надеждността на разпределителната система.

Преглед на котели за подаване на дъги (Петерсонови котели)
Както следва от името, котелът за подаване на дъги е проектиран да подава дъги. Това е индуктивен котел с желязна ядро, свързан между нейтралната точка на трансформатор (или генератор) и земята, формирайки система за заземяване с котел за подаване на дъги. Тази конфигурация представлява един вид система с малък ток на заземяване. При нормални условия на работа, няма ток, който протича през котела. Но когато мрежата е поразена от мълния или изпитва повреда на земята с еднофазна дъга, напрежението в нейтралната точка се повишава до фазно напрежение. В този момент, индуктивният ток от котела за подаване на дъги компенсира капацитетния ток на повредата, ефективно го компенсирайки. Резултантният остатъчен ток става много малък - недостатъчен, за да поддържа дъгата - позволявайки й да се изгаси естествено. Това бързо устранява повредата на земята без да предизвика опасни превишения на напрежението.

Основната роля на котела за подаване на дъги е да доставя индуктивен ток, който компенсира капацитетния ток в точката на повреда при еднофазна повреда на земята, намалявайки общия ток на повредата под 10 А. Това помага да се предотврати повторно запалване на дъгата след преминаване през нулата, постига изгасване на дъгата, намалява вероятността за високи превишения на напрежението и предотвратява ескалацията на повредата. Когато е правилно настроен, котелът за подаване на дъги не само минимизира вероятността за превишения на напрежението, причинени от дъга, но и потискат амплитудата им и намалява термичните повреди в точката на повреда и увеличава напрежението в мрежата за заземяване.

Правилното настроение означава, че индуктивният ток (IL) съответства или почти съответства на капацитетния ток (IC). В инженерната практика, степента на деактивация се изразява чрез фактора на деактивация V:

• Когато V=0, това се нарича пълна компенсация (резонансно състояние).

• Когато V>0, това е недокомпенсация.

• Когато V<0, това е прекомерна компенсация.

Идеално, за оптимално подаване на дъги, абсолютната стойност на V трябва да бъде колкото е възможно по-малка - предпочитано нула (пълна компенсация). Обаче, при нормална работа на мрежата, малка деактивация (особено пълна компенсация) може да доведе до резонансни превишения на напрежението. Например, в 6 кВ електроенергийна система на каменоломна, напрежението в нейтралната точка при пълна компенсация може да бъде 10 до 25 пъти по-високо от тази в незаземена система - обикновено известно като резонансно превишаване на напрежението. Освен това, операции като включване на големи мотори или несинхронно затваряне на ключове, също могат да предизвикат опасни превишения на напрежението. Следователно, когато няма повреда на земята, работата на котела за подаване на дъги близо до резонанс е риск, а не безопасност. На практика, котловете за подаване на дъги, работещи в или близо до пълна компенсация, обикновено са оборудвани с демпфиращ резистор, за да потиснат резонансните превишения на напрежението, и полевата практика е показала, че този подход е изключително ефективен.

Разлика между трансформатори за заземване и котели за подаване на дъги
В китайските 10 кВ трифазни системи за разпределение на електроенергия, нейтралната точка обикновено не е заземена. За да се предотврати интермитентният капацитетен ток при еднофазни повреди на земята, причиняващи продължителна дъга и колебания на напрежението, които могат да се развият в сериозни инциденти, се използва трансформатор за заземване, за да се създаде изкуствена нейтрална точка. Трансформаторът за заземване обикновено използва зигзаг-образна (Z-образна) връзка на витниците. Нейтралната му точка е свързана с котел за подаване на дъги, който след това е заземен. По време на еднофазна повреда на земята, индуктивният ток от котела за подаване на дъги компенсира капацитетния ток на системата, позволявайки на системата да продължи да работи до 2 часа, докато персоналът по поддръжка локализира и изчиства повредата.

Следователно, трансформаторът за заземване и котелът за подаване на дъги са две различни устройства: котелът за подаване на дъги е основно голям индуктор, свързан между нейтралната точка, предоставена от трансформатора за заземване, и земята. Те работят заедно като координирана система, но изпълняват фундаментално различни функции.