Ano ang pagkakaiba ng grounding transformer at arc suppression coil?

Pamantayan ng mga Grounding Transformers
Ang grounding transformer, na karaniwang tinatawag na "grounding transformer" o simpleng "grounding unit," ay maaaring ikategorya bilang oil-immersed at dry-type batay sa insulating medium, at bilang three-phase at single-phase batay sa bilang ng mga phase. Ang pangunahing tungkulin ng grounding transformer ay magbigay ng isang artipisyal na neutral point para sa mga power system na walang natural na neutral (halimbawa, delta-connected systems). Ang artipisyal na neutral na ito ay nagbibigay-daan para sa paggamit ng peterson coil (arc suppression coil) o low-resistance grounding method, na sa pamamaraan ay nagsisiguro na mabawasan ang capacitive ground-fault current sa panahon ng single-line-to-ground faults at nagpapataas ng reliabilidad ng distribution system.

Pamantayan ng Arc Suppression Coils (Peterson Coils)
Tulad ng inilalarawan ng pangalan, ang arc suppression coil ay disenyo upang maitimtim ang mga ark. Ito ay isang iron-core inductive coil na nakakonekta sa pagitan ng neutral point ng isang transformer (o generator) at lupa, na nagpapabuo ng isang arc-suppression-coil grounding system. Ang konfigurasyong ito ay kumakatawan sa isang uri ng small-current grounding system. Sa normal na operasyon, walang kasalukuyang umuusok sa loob ng coil. Gayunpaman, kapag ang grid ay nasugatan ng kidlat o may single-phase arcing ground fault, ang neutral-point voltage ay tumaas hanggang sa phase voltage. Sa sandaling ito, ang inductive current mula sa arc suppression coil ay laban sa capacitive fault current, na efektibong binabayaran ito. Ang resulta ng residual current ay naging napakaliit—hindi sapat upang mapanatili ang ark—na nagpapahintulot nito na maitimtim nang natural. Ito ay mabilis na natutuwid ang ground fault nang hindi nagdudulot ng mapanganib na overvoltages.

Ang pangunahing tungkulin ng arc suppression coil ay magbigay ng inductive current na binabayaran ang capacitive current sa fault point sa panahon ng single-phase ground fault, na nagsisiguro na ang kabuuang fault current ay mas mababa sa 10 A. Ito ay tumutulong na maiwasan ang pagbabalik ng ark pagkatapos ng zero-crossing ng kasalukuyan, nagpapahinto sa ark, bumabawas sa posibilidad ng mataas na magnitude na overvoltages, at nagpapahinto sa paglaki ng fault. Kapag maayos na intune, ang arc suppression coil hindi lamang nababawasan ang posibilidad ng ark-induced overvoltages kundi pati na rin ang amplitude nito at bumabawas sa thermal damage sa fault point at ang pagtaas ng voltage sa grounding grid.

Ang maayos na intune ibig sabihin ang inductive current (IL) ay tugma o malapit na sumasalamin sa capacitive current (IC). Sa engineering practice, ang degree of detuning ay ipinapakita sa pamamagitan ng detuning factor V:

• Kapag V=0, ito ay tinatawag na full compensation (resonant condition).

• Kapag V>0, ito ay under-compensation.

• Kapag V<0, ito ay over-compensation.

Sa ideal, para sa optimal na arc suppression, ang absolute value ng V ay dapat na mababa kung posible—ideally zero (full compensation). Gayunpaman, sa normal na operasyon ng grid, ang maliit na detuning (lalo na ang full compensation) ay maaaring magresulta sa series resonance overvoltages. Halimbawa, sa isang 6 kV coal mine power system, ang neutral-point displacement voltage sa ilalim ng full compensation ay maaaring 10 hanggang 25 beses na mas mataas kaysa sa ungrounded system—karaniwang kilala bilang series resonance overvoltage. Bukod dito, ang switching operations (halimbawa, energizing large motors o non-synchronous circuit breaker closure) maaari ring makapag-induce ng mapanganib na overvoltages. Kaya, kapag walang ground fault, ang pag-operate ng arc suppression coil malapit sa resonance ay nagpapahamak kaysa sa benepisyo. Sa praktikal na aplikasyon, ang mga arc suppression coils na nag-ooperate sa o malapit sa full compensation ay karaniwang mayroong damping resistor upang supilin ang resonance overvoltages, at ang field experience ay nagpapakita na ang approach na ito ay napakaepektibo.

Pagkakaiba ng Grounding Transformers at Arc Suppression Coils
Sa China’s 10 kV three-phase power distribution systems, ang neutral point ay karaniwang ungrounded. Upang maiwasan ang intermittent capacitive currents sa panahon ng single-phase ground faults na maaaring magdulot ng sustained arcing at voltage oscillations—na maaaring lumago sa major incidents—ginagamit ang grounding transformer upang lumikha ng isang artipisyal na neutral point. Ang grounding transformer ay karaniwang gumagamit ng zigzag (Z-type) winding connection. Ang neutral point nito ay konektado sa isang arc suppression coil, na pagkatapos ay grounded. Sa panahon ng single-phase ground fault, ang inductive current mula sa arc suppression coil ay kinansela ang system’s capacitive current, na nagpapahintulot sa system na magpatuloy sa operasyon hanggang sa 2 oras habang ang maintenance personnel ay naghahanap at nag-clear ng fault.

Kaya, ang grounding transformer at ang arc suppression coil ay dalawang hiwalay na device: ang arc suppression coil ay esensyal na isang malaking inductor, konektado sa pagitan ng neutral point na ibinigay ng grounding transformer at lupa. Sila ay nagtrabaho magkasama bilang isang coordinated system—ngunit naglilingkod sa fundamental na iba't ibang mga tungkulin.