Koja je razlika između transformatora za zemljenje i čvorca za potiskivanje lukova?

Pregled zasićujućih transformatora
Zasićujući transformator, često nazvan "zasićujući transformator" ili jednostavno "zasićujuća jedinica," može se klasificirati prema izolacionom sredstvu u naftni i suhi tip, te prema broju faza u trofazni i jednofazni. Primarna funkcija zasićujućeg transformatora je pružanje umjetnog neutralnog točka za električne sustave čiji transformatori ili generatori nemaju prirodni neutral (na primjer, delta-povezani sustavi). Taj umjetni neutral omogućuje uporabu bušnog zavojnice (zavojnice za potisivanje lukova) ili metode zasićenja niskim otporom, time smanjujući kapacitivnu strmu struju tijekom jednofaznih strmih grešaka i povećavajući pouzdanost distribucijskog sustava.

Pregled zavojnica za potisivanje lukova (Peterson zavojnice)
Kao što naziv sugerira, zavojnica za potisivanje lukova je dizajnirana da potisne lukove. To je željeznički induktivni zavojnik spojen između neutralne točke transformatora (ili generatora) i zemlje, formirajući sustav zemljenja zavojnicom za potisivanje lukova. Ova konfiguracija predstavlja jedan tip sustava zemljenja malim strujama. U normalnim radnim uvjetima, nema struje koja teče kroz zavojnik. Međutim, kada mreža bude pogodjena munjom ili dođe do jednofazne strmne greške sa lukom, napon neutralne točke poraste na fazni napon. U tom trenutku, induktivna struja iz zavojnice za potisivanje lukova kompenzira kapacitivnu grešku struju, efektivno ju nadjačavajući. Rezidualna struja postaje vrlo mala—nedovoljna da održi luk—dopuštajući joj da se prirodno ugasi. Ovo brzo eliminira strmu grešku bez pokretanja opasnih prenapona.

Ključna uloga zavojnice za potisivanje lukova jest da pruži induktivnu struju koja kompenzira kapacitivnu struju u točki greške tijekom jednofazne strme greške, smanjujući ukupnu strmu struju ispod 10 A. To pomaže u sprečavanju ponovnog zapaljenja luka nakon nule struje, postiže gašenje luka, smanjuje vjerojatnost velikih prenapona i sprečava eskalaciju greške. Kada je pravilno uskladjen, zavojnica za potisivanje lukova ne samo smanjuje vjerojatnost prenapona uzrokovanih lukom, već i njihovu amplitudu i smanjuje termičku štetu u točki greške i porast napona na zemljanoj mreži.

Pravilno uskladjen znači da induktivna struja (IL) odgovara ili blizu približava kapacitivnoj struji (IC). U inženjerskoj praksi, stupanj neskladanosti izražen je faktorom neskladanosti V:

• Kada je V=0, to se naziva potpuna kompenzacija (rezonantni uvjet).

• Kada je V>0, to je podkompenzacija.

• Kada je V<0, to je prekompenzacija.

Idealno, za optimalno gašenje luka, apsolutna vrijednost V trebala bi biti što manja—najbolje nula (potpuna kompenzacija). Međutim, u normalnom radu mreže, mala neskladanost (posebno potpuna kompenzacija) može dovesti do serije rezonantnih prenapona. Na primjer, u 6 kV električnom sustavu ugljena rudnika, napon pomaknutog neutrala tijekom potpune kompenzacije može biti 10 do 25 puta veći od u nezemljenom sustavu—poznato kao serijski rezonantni prenapon. Također, operacije prekidatelja (na primjer, palić velike motore ili neuskladjeni zatvaranje prekidatelja) također mogu inducirati opasne prenapone. Stoga, kada nema strme greške, rad zavojnice za potisivanje lukova blizu rezonancije predstavlja rizik umjesto sigurnosnu korist. U praksi, zavojnice za potisivanje lukova koje rade u ili blizu potpune kompenzacije obično su opremljene otpornikom za dušenje kako bi se supresirali rezonantni prenaponi, a iskustvo u polju pokazalo je da je ovaj pristup vrlo učinkovit.

Razlika između zasićujućih transformatora i zavojnica za potisivanje lukova
U kineskim 10 kV trofaznim distribucijskim sustavima, neutralna točka obično nije zemljena. Da bi se spriječile intermitentne kapacitivne struje tijekom jednofaznih strmih grešaka koje mogu dovesti do trajnog luka i oscilacija napona—koje bi se mogle eskalirati u veće incidente—koristi se zasićujući transformator za stvaranje umjetnog neutralnog točka. Zasićujući transformator obično koristi crtež ziga (Z-tip). Njegov neutralni točka je spojen s zavojnicom za potisivanje lukova, koja je zatim zemljena. Tijekom jednofazne strme greške, induktivna struja iz zavojnice za potisivanje lukova poništava kapacitivnu struju sustava, dopuštajući sustavu da nastavi raditi do 2 sata dok održavajući osoblje locira i ispravlja grešku.

Dakle, zasićujući transformator i zavojnica za potisivanje lukova su dva različita uređaja: zavojnica za potisivanje lukova je u suštini veliki induktor, spojen između neutralne točke pružene zasićujućim transformatorom i zemlje. Oni zajedno rade kao koordinirani sustav—ali služe fundamentalno različitim funkcijama.