Kako se razlikuje transformator za zemljenje od cvečnog zavojnika

Pregled transformatora za zemljenje
Transformator za zemljenje, često nazvan "transformatorom za zemljenje" ili "zemljajućim jedinicom", može se klasifikovati prema izolacionom sredstvu u naftni i suhi, a prema broju faza u trofazni i jednofazni. Primarna funkcija transformatora za zemljenje je pružanje umetnog neutralnog točka za električne sisteme čiji transformatori ili generatori nemaju prirodni neutral (na primjer, delta povezani sistemi). Ovaj umetni neutral omogućava upotrebu peterson bobine (bobine za potiskivanje lukova) ili metode zemljenja sa niskim otporom, time smanjujući kapacitivnu strmu struju tijekom jednoslovnih kršenja do zemlje i poboljšavajući pouzdanost distribucijskog sistema.

Pregled bobina za potiskivanje lukova (Peterson bobine)
Kao što ime kaže, bobina za potiskivanje lukova je dizajnirana da potisne lukove. To je željeznički induktivni cefal koji se spaja između neutralne točke transformatora (ili generatora) i zemlje, formirajući sistem zemljenja sa bobinom za potiskivanje lukova. Ova konfiguracija predstavlja jedan tip sistema zemljenja sa malom strujom. Pod normalnim radnim uslovima, kroz ceo ne teče struja. Međutim, kada mreža bude pogodjena munjom ili dođe do jednoslovnog lukoformiranog kršenja do zemlje, napon na neutralnoj točki raste na fazonapon. U tom trenutku, induktivna struja iz bobine za potiskivanje lukova nadjačava kapacitivnu grešku struju, efektivno ju kompenzujući. Rezidualna struja postaje vrlo mala - nedovoljna da održi luk - dopuštajući mu da se prirodno ugasi. Ovo brzo eliminira kršenje do zemlje bez pokretanja opasnih prenapona.

Ključna uloga bobine za potiskivanje lukova je da pruži induktivnu struju koja kompenzira kapacitivnu struju na mjestu greške tijekom jednoslovnog kršenja do zemlje, smanjujući ukupnu grešku struju ispod 10 A. To pomaže u sprečavanju ponovnog zapaljenja luka nakon prolaska nul-točke, postiže ugase luk, smanjuje vjerojatnost visokih prenapona i sprečava eskalaciju greške. Kada je dobro nastrojena, bobina za potiskivanje lukova ne samo smanjuje vjerojatnost prenapona uzrokovanih lukom, već i njihovu amplitudu i smanjuje termičko oštećenje na mjestu greške i porast napona na mreži za zemljenje.

Pravilno nastrojenost znači da induktivna struja (IL) odgovara ili blizu aproksimira kapacitivnu struju (IC). U inženjerskoj praksi, stepen detuniranja izražava se faktorom detuniranja 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 potiskivanje luka, apsolutna vrijednost V trebala bi biti što manja - najbolje nula (potpuna kompenzacija). Međutim, pod normalnim radnim uvjetima, mali detuniranje (posebno potpuna kompenzacija) može dovesti do serije rezonantnih prenapona. Na primjer, u 6 kV električnom sistemu rudnika, pomak neutralne točke pod punom kompenzacijom može biti 10 do 25 puta veći nego u nezemljenoj mreži - poznat kao serijski rezonantni prenapon. Također, operacije preključivanja (na primjer, energiziranje velikih motora ili asinkronog prekidaca) također mogu inducirati opasne prenapone. Stoga, kada nema kršenja do zemlje, rad bobine za potiskivanje lukova blizu rezonancije predstavlja rizik umjesto sigurnosnu prednost. U praksi, bobine za potiskivanje lukova koje rade u ili blizu punog kompenziranja obično su opremljene dušilom za potiskivanje rezonantnih prenapona, a poljski iskustvi pokazuju da je ovaj pristup vrlo učinkovit.

Razlika između transformatora za zemljenje i bobina za potiskivanje lukova
U kineskim 10 kV trofaznim distribucijskim sistemima, neutralna točka obično nije zemljena. Da bi se sprečile intermitentne kapacitivne struje tijekom jednoslovnih kršenja do zemlje koje mogu dovesti do trajnog lukoformiranja i oscilacija napona - što bi moglo eskalirati u velike incidente - koristi se transformator za zemljenje kako bi se stvorila umetna neutralna točka. Transformator za zemljenje obično koristi zigzag (Z-tip) vezu svilovi. Njegova neutralna točka je spojena na bobinu za potiskivanje lukova, koja se zatim zemlji. Tijekom jednoslovnog kršenja do zemlje, induktivna struja iz bobine za potiskivanje lukova poništava kapacitivnu struju sistema, dopuštajući sistemu da nastavi raditi do 2 sata dok održavajući osoblje lociraju i otklanjaju grešku.

Stoga, transformator za zemljenje i bobina za potiskivanje lukova su dva različita uređaja: bobina za potiskivanje lukova je u suštini veliki induktor, spojen između neutralne točke koju pruža transformator za zemljenje i zemlje. Oni zajedno rade kao koordinirani sistem - ali služe fundamentalno različitim funkcijama.