Hvad er forskellen mellem en jordtransformator og en bueundertrykker?

Oversigt over jordningstransformatorer
En jordningstransformator, ofte henvist til som "jordningstransformator" eller blot "jordningseenhed", kan inddeles i oliebadet og tørt type baseret på isoleringsmedium, og i trefasede og enefasede baseret på antallet af faser. Den primære funktion af en jordningstransformator er at give et kunstigt nederpunkt for strømsystemer, hvis transformatorer eller generatorer mangler et naturligt nederpunkt (f.eks. deltaforbundne systemer). Dette kunstige nederpunkt gør det muligt at bruge enten en petersonspole (bueudslukningsspole) eller en lavimpedansmetode, hvilket reducerer den kapacitive jordfejlstrøm under enefase-jordfejl og forbedrer pålideligheden af distributionsystemet.

Oversigt over Bueudslukningsspolet (Peterson Spolet)
Som navnet antyder, er bueudslukningsspolet designet til at slukke buer. Det er en jernkerninduktiv spole forbundet mellem nederpunktet af en transformator (eller generator) og jorden, danner et bueudslukningskoil-system. Denne konfiguration repræsenterer en type lillestrøm-jordningssystem. Under normale driftsforhold flyder der ingen strøm gennem spolet. Når gridet rammes af lyn eller oplever en enefase-buejordfejl, stiger nederpunktets spænding til fasens spænding. I dette øjeblik kompenserer den induktive strøm fra bueudslukningsspolet den kapacitive fejlstrøm, effektivt kompenserer den. Den resulterende reststrøm bliver meget lille - utilstrækkelig til at vedligeholde buen - hvilket tillader, at den slukker naturligt. Dette fjerner hurtigt jordfejlen uden at udløse farlige overspændinger.

Den vigtigste rolle for bueudslukningsspolet er at levere induktiv strøm, der kompenserer for kapacitiv strøm i fejpunktet under en enefasejordfejl, reducere den samlede fejlstrøm til under 10 A. Dette hjælper med at forebygge genoplysning af bue efter strømkrydstid, opnå bueudslukning, reducere sandsynligheden for høje overspændinger og forhindre fejludvikling. Når korrekt justeret, minimiserer bueudslukningsspolet ikke kun sandsynligheden for bueinduceret overspændelser, men også dæmper deres amplituder og reducerer termisk skade i fejpunktet og spændingsstigning på jordningsgridet.

Korrekt justering betyder, at den induktive strøm (IL) matcher eller næsten svarer til den kapacitive strøm (IC). I ingeniørpraksis udtrykkes graden af desintonering ved desintoneringsfaktoren V:

• Når V=0, kaldes det fuld kompensation (resonansbetingelse).

• Når V>0, er det underkomprimering.

• Når V<0, er det overkomprimering.

Ideelt set, for optimal bueudslukning, skulle absolutværdien af V være så lille som muligt - bedst nul (fuld kompensation). Imidlertid kan under normal drift en lille desintonering (især fuld kompensation) føre til serie-resonansoverspændelser. For eksempel, i et 6 kV kulmine strømsystem, kan nederpunktets forskydningsspænding under fuld kompensation være 10-25 gange højere end i et ujordnet system - kendt som serie-resonansoverspændelse. Desuden kan skiftoperativer (f.eks. energisering af store motorer eller asynkron circuitbryderlukning) også inducere farlige overspændelser. Derfor, når der ikke findes en jordfejl, indebærer drift af bueudslukningsspolet nær resonans en risiko snarere end en sikkerhedsfordeel. I praksis er bueudslukningsspolet, der opererer i eller nær fuld kompensation, typisk udstyret med en demperresistor for at dæmpe resonansoverspændelser, og feltoplevelser har vist, at denne tilgang er yderst effektiv.

Forskelle mellem Jordningstransformatorer og Bueudslukningsspolet
I Kinas 10 kV trefas-strømforsyningsystemer er nederpunktet typisk ujordnet. For at forhindre intermittente kapacitive strømme under enefasejordfejl for at forårsage vedvarende buer og spændingssvingninger - som kunne eskalere til større hændelser - anvendes en jordningstransformator for at skabe et kunstigt nederpunkt. Jordningstransformatorerne anvender normalt en zigzag (Z-type) vindingsforbindelse. Dens nederpunkt er forbundet til en bueudslukningsspole, som derefter er jordet. Under en enefasejordfejl kompenserer den induktive strøm fra bueudslukningsspolet systemets kapacitive strøm, hvilket tillader, at systemet fortsætter med at køre i op til 2 timer, mens vedligeholdelsespersonelet lokalisere og rydde fejlen.

Således er jordningstransformator og bueudslukningsspolet to forskellige enheder: bueudslukningsspolet er i væsentlig grad en stor induktor, forbundet mellem nederpunktet, som er givet af jordningstransformator, og jorden. De arbejder sammen som et koordineret system - men har fundamentalt forskellige funktioner.