Mikä on erotteluvoimistin ja kaarileikkurikoila välillä oleva ero?

Maanvaihtotransformatorien yleiskatsaus
Maanvaihtotransformatori, jota usein kutsutaan "maanvaihtotransformatoriksi" tai yksinkertaisesti "maanvaihdon yksiköksi", voidaan luokitella öljykytäväksi ja kuivaksi sen erottamisvälineen mukaan, sekä kolmifaseiseksi ja yksifaseiseksi fasa-määrän mukaan. Maanvaihtotransformatorin päärakenteinen tehtävä on tarjota teko-keskikohta sähköjärjestelmille, joilla ei ole luonnollista keskipistettä (esim. deltayhdistettyjä järjestelmiä). Tämä teko-keskipiste mahdollistaa peterson-kumon (kaaripäästysuppoilijan) tai matalaresistanssin maanjäristysmenetelmän käytön, mikä vähentää kytkentäkapasitiivista maavirhevirtaa yksifaseisissa maavirheissä ja parantaa jakeluverkon luotettavuutta.

Kaaripäästysuppoilijoiden (Peterson-kumon) yleiskatsaus
Kuten nimi antaa ymmärtää, kaaripäästysuppoilija on suunniteltu kaaripäästysten sammuttamiseksi. Se on rautaydin induktiivinen kummu, joka on yhdistetty transformatorin (tai generaattorin) keskikohtapisteeseen ja maahan, muodostamalla kaaripäästysuppoilijajärjestelmän. Tämä konfiguraatio edustaa pienvirran maanjäristysjärjestelmän tyyppiä. Normaaleissa toimintatiloissa virtaa ei kulje kummun kautta. Kun verkkoon iskee salama tai tapahtuu yksifaseinen kaarimaavirhe, keskipisteen jännite nousee vaihejännitteeseen. Tällöin kaaripäästysuppoilijan induktiivinen virta vastustaa kapasitiivista virhevirtaa, kompensoimalla sitä tehokkaasti. Jäljelle jäävä residuaalivirta tulee hyvin pieneksi – riittämättömäksi ylläpitää kaaria – mikä mahdollistaa sen luonnollisen sammutumisen. Tämä poistaa nopeasti maavirheen ilman vaarallisten liian korkeiden jännitteiden aiheuttamista.

Kaaripäästysuppoilijan avainrooli on tuottaa induktiivinen virta, joka kompensoi kapasitiivista virtaa virhepisteessä yksifaseisessa maavirheessä, vähentäen kokonaismääräistä virhevirtaa alle 10 A. Tämä auttaa estämään kaaren uudelleen syttyvää virtan nollakohdan jälkeen, saavuttaa kaarien sammutumisen, vähentää merkittävien liian korkeiden jännitteiden todennäköisyyttä ja estää virheen laajentumista. Kun kaaripäästysuppoilija on oikein säädetty, se ei vain vähentäisi kaarien aiheuttamien liian korkeiden jännitteiden todennäköisyyttä, mutta myös supistaa niiden amplitudia ja vähentää lämpövahinkoa virhepisteessä ja maanjäristysverkon jännitteen nousua.

Oikea säätö tarkoittaa, että induktiivinen virta (IL) täsmää tai lähenee kapasitiivista virtaa (IC). Insinöörimäisessä käytännössä epäsäätymäaste ilmaistaan epäsäätymätekijällä V:

• Kun V=0, puhutaan täydellisestä kompensaatiosta (resonanssitila).

• Kun V>0, on alikompensaatiota.

• Kun V<0, on ylikompensaatiota.

Idealisesti, optimaalisen kaaripäästysuppoilijan kannalta, V:n itseisarvon tulisi olla mahdollisimman pieni – parhaiten nolla (täysi kompensaatio). Kuitenkin normaalissa verkossa pieni epäsäätymä (erityisesti täysi kompensaatio) voi johtaa sarjaresonanssiliiaksi. Esimerkiksi 6 kV hiilikivienergian jakeluverkossa neutraalipisteen siirtymäjännite täydellisessä kompensaatiossa voi olla 10-25 kertaa suurempi kuin maatonta järjestelmää – tunnetaan sarjaresonanssiliiaksena. Lisäksi kytkemistoiminnot (esim. suurten moottorien kytkeminen tai ei-synkroninen katkaisimen sulku) voivat myös aiheuttaa vaarallisia liian korkeita jännitteitä. Siksi, kun maavirhettä ei ole, kaaripäästysuppoilijan toiminnan jatkaminen resonanssin lähellä aiheuttaa riskiä eikä turvallisuuden lisääntymistä. Käytännössä täysiin tai lähelle täyttä kompensaatiota toimivat kaaripäästysuppoilijat ovat tyypillisesti varustettu vaimennusresistorilla, joka vaimentaa resonanssiliiat, ja käytännön kokemukset ovat osoittaneet tämän lähestymistavan olevan erittäin tehokasta.

Maanvaihtotransformatorien ja kaaripäästysuppoilijoiden erot
Kiinan 10 kV kolmifaseisissa sähköjakeluverkoissa neutraalipiste on yleensä maaton. Estääkseen välilliset kapasitiiviset virtaukset yksifaseisissa maavirheissä aiheuttamasta jatkuva kaara ja jännitevaihtelut, jotka voisivat kehittyä suuriin tapahtumiin, käytetään maanvaihtotransformatoria luodakseen teko-keskikohtapiste. Maanvaihtotransformatorissa käytetään yleensä zigzag (Z-tyyppistä) kytkentää. Sen neutraalipiste on yhdistetty kaaripäästysuppoilijaan, joka on sitten maanjäristetty. Yksifaseisessa maavirheessä kaaripäästysuppoilijan induktiivinen virta perii järjestelmän kapasitiivisen virtan, mikä sallii järjestelmän jatkaa toimintaansa jopa 2 tuntia, kun ylläpitohenkilöstö löytää ja poistaa virheen.

Näin ollen maanvaihtotransformatori ja kaaripäästysuppoilija ovat kaksi erillistä laitetta: kaaripäästysuppoilija on perinteisesti iso induktori, joka on yhdistetty maanvaihtotransformatorin tarjoaman neutraalipisteen ja maan välille. Ne toimivat yhdessä koordinoidulla järjestelmällä – mutta palvelevat perustavanlaatuisesti eri tehtäviä.