Ano ang pagkakaiba ng grounding transformer at arc suppression coil?

Pangkalahatan ng mga Grounding Transformers
Ang grounding transformer, na karaniwang tinatawag na "grounding transformer" o simpleng "grounding unit," ay maaaring maklasipiko 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 kung saan ang mga transformer o generator ay 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 pamamagitan nito, nababawasan ang capacitive ground-fault current sa panahon ng single-line-to-ground faults at pinapataas ang reliabilidad ng distribution system.

Pangkalahatan ng mga Arc Suppression Coils (Peterson Coils)
Tulad ng inilalarawan ng pangalan nito, ang arc suppression coil ay disenyo upang mapatay ang mga arcs. Ito ay isang iron-core inductive coil na konektado sa pagitan ng neutral point ng isang transformer (o generator) at lupa, na nagpaporma ng isang arc-suppression-coil grounding system. Ang konfigurasyong ito ay kumakatawan sa isang uri ng small-current grounding system. Sa normal na kondisyong operasyonal, walang kasalukuyang dumadaan sa coil. Gayunpaman, kapag ang grid ay tinamaan ng kidlat o nakaranas ng 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 nagbabayad dito. Ang natitirang residual current ay naging napakaliit—hindi sapat upang sustentuhin ang arc—na nagpapahintulot nito na mapatay nang natural. Ito ay mabilis na nagtatanggal ng ground fault nang hindi nagdudulot ng mapanganib na overvoltages.

Ang pangunahing tungkulin ng arc suppression coil ay magbigay ng inductive current na nagbabayad para sa capacitive current sa fault point sa panahon ng single-phase ground fault, na nagbabawas ng kabuuang fault current sa ibaba ng 10 A. Ito ay tumutulong na maiwasan ang re-ignition ng arc pagkatapos ng zero-crossing ng kasalukuyan, na nagpapakamit ng extinction ng arc, nagbabawas ng posibilidad ng mataas na overvoltages, at nagpapahinto sa paglaki ng fault. Kapag wastong tunado, ang arc suppression coil hindi lamang nagbawas ng posibilidad ng arc-induced overvoltages kundi pati na rin nagbawas ng kanilang amplitude at nagbawas ng thermal damage sa fault point at voltage rise sa grounding grid.

Ang wastong tuning nangangahulugan na ang inductive current (IL) ay tugma o malapit na sumusunod sa capacitive current (IC). Sa praktikal na engineering, ang degree of detuning ay ipinapakita 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 maging mahigit-kita ang maliit—mas mabuti na zero (full compensation). Gayunpaman, sa normal na operasyon ng grid, ang isang 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) ay maaari ring magindok ng mapanganib na overvoltages. Kaya, kapag walang ground fault, ang pag-operate ng arc suppression coil malapit sa resonance ay nagdudulot ng panganib kaysa sa benepisyo. Sa praktika, ang mga arc suppression coils na nag-ooperate sa o malapit sa full compensation ay karaniwang may damping resistor upang supilin ang resonance overvoltages, at ang field experience ay nagpapakita na ang approach na ito ay napakaepektibo.

Pagkakaiba ng mga Grounding Transformers at Arc Suppression Coils
Sa 10 kV three-phase power distribution systems sa China, 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 lumaki sa major incidents—ginagamit ang grounding transformer upang lumikha ng isang artipisyal na neutral point. Karaniwang ginagamit ng grounding transformer ang 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 nagbabayad sa capacitive current ng sistema, na nagpapahintulot sa sistema na magpatuloy sa operasyon hanggang sa 2 oras habang hinahanap at inililinis ng maintenance personnel ang 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, na konektado sa pagitan ng neutral point na ibinigay ng grounding transformer at lupa. Sila ay gumagana bilang isang koordinadong sistema—ngunit may fundamental na iba't ibang tungkulin.