Sự khác biệt giữa biến áp nối đất và cuộn triệt hồ quang là gì?

Tổng quan về Máy biến áp Đất
Máy biến áp đất, thường được gọi là "máy biến áp đất" hoặc đơn giản là "đơn vị tiếp đất," có thể được phân loại thành ngâm dầu và khô dựa trên môi trường cách điện, và thành ba pha và một pha dựa trên số lượng pha. Chức năng chính của máy biến áp đất là cung cấp điểm trung tính nhân tạo cho các hệ thống điện không có điểm trung tính tự nhiên (ví dụ: hệ thống kết nối delta). Điểm trung tính này cho phép sử dụng cuộn dây Peterson (cuộn dập hồ quang) hoặc phương pháp tiếp đất điện trở thấp, từ đó giảm dòng điện rò rỉ do sự cố đất ở một pha và tăng cường độ tin cậy của hệ thống phân phối.

Tổng quan về Cuộn Dập Hồ Quang (Cuộn Peterson)
Như tên gọi, cuộn dập hồ quang được thiết kế để dập tắt hồ quang. Đây là cuộn cảm có lõi sắt được kết nối giữa điểm trung tính của máy biến áp (hoặc máy phát) và đất, tạo thành hệ thống tiếp đất cuộn dập hồ quang. Cấu hình này đại diện cho một loại hệ thống tiếp đất dòng nhỏ. Trong điều kiện hoạt động bình thường, không có dòng điện đi qua cuộn. Tuy nhiên, khi lưới điện bị sét đánh hoặc gặp sự cố đất một pha, điện áp tại điểm trung tính tăng lên mức điện áp pha. Tại thời điểm này, dòng điện cảm từ cuộn dập hồ quang đối chọi với dòng điện dung sai, bù đắp hiệu quả. Dòng điện dư lại rất nhỏ - không đủ để duy trì hồ quang - cho phép nó tự dập tắt. Điều này nhanh chóng loại bỏ sự cố đất mà không gây ra điện áp quá cao nguy hiểm.

Vai trò chính của cuộn dập hồ quang là cung cấp dòng điện cảm để bù đắp dòng điện dung tại điểm sự cố trong trường hợp sự cố đất một pha, giảm tổng dòng điện sự cố xuống dưới 10 A. Điều này giúp ngăn chặn sự tái khởi động hồ quang sau khi dòng điện qua zero, đạt được sự dập tắt hồ quang, giảm khả năng xảy ra điện áp quá cao lớn và ngăn chặn sự gia tăng sự cố. Khi được điều chỉnh đúng, cuộn dập hồ quang không chỉ giảm thiểu xác suất xảy ra điện áp quá cao do hồ quang mà còn kìm hãm biên độ của chúng và giảm thiệt hại nhiệt tại điểm sự cố và sự tăng điện áp trên lưới tiếp đất.

Điều chỉnh đúng nghĩa là dòng điện cảm (IL) phù hợp hoặc gần như tương đương với dòng điện dung (IC). Trong thực hành kỹ thuật, mức độ lệch tần được biểu thị bằng hệ số lệch tần V:

• Khi V=0, nó được gọi là bù hoàn toàn (điều kiện cộng hưởng).

• Khi V>0, nó là bù thiếu.

• Khi V<0, nó là bù thừa.

Lý tưởng nhất, để dập tắt hồ quang hiệu quả, giá trị tuyệt đối của V nên càng nhỏ càng tốt - tốt nhất là không (bù hoàn toàn). Tuy nhiên, trong điều kiện hoạt động bình thường của lưới điện, một lệch tần nhỏ (đặc biệt là bù hoàn toàn) có thể dẫn đến điện áp quá cao do cộng hưởng chuỗi. Ví dụ, trong hệ thống điện than đá 6 kV, điện áp dịch chuyển điểm trung tính dưới bù hoàn toàn có thể cao gấp 10 đến 25 lần so với hệ thống không tiếp đất - thường được gọi là điện áp quá cao do cộng hưởng chuỗi. Ngoài ra, các thao tác đóng cắt (ví dụ: kích hoạt động cơ lớn hoặc đóng cầu dao không đồng bộ) cũng có thể gây ra điện áp quá cao nguy hiểm. Do đó, khi không có sự cố đất, việc vận hành cuộn dập hồ quang gần cộng hưởng có thể gây rủi ro hơn là lợi ích an toàn. Trong thực tế, các cuộn dập hồ quang hoạt động trong hoặc gần bù hoàn toàn thường được trang bị điện trở làm suy giảm để kìm hãm điện áp quá cao do cộng hưởng, và kinh nghiệm thực tế đã chứng minh rằng cách tiếp cận này rất hiệu quả.

Sự Khác Nhau Giữa Máy Biến Áp Đất và Cuộn Dập Hồ Quang
Trong các hệ thống phân phối điện ba pha 10 kV ở Trung Quốc, điểm trung tính thường không được tiếp đất. Để ngăn chặn dòng điện dung gián đoạn trong trường hợp sự cố đất một pha gây ra hồ quang kéo dài và dao động điện áp - có thể dẫn đến các sự cố lớn - máy biến áp đất được sử dụng để tạo điểm trung tính nhân tạo. Máy biến áp đất thường sử dụng kết nối cuộn dây zigzag (loại Z). Điểm trung tính của nó được kết nối với cuộn dập hồ quang, sau đó được tiếp đất. Trong trường hợp sự cố đất một pha, dòng điện cảm từ cuộn dập hồ quang sẽ triệt tiêu dòng điện dung của hệ thống, cho phép hệ thống tiếp tục hoạt động trong tối đa 2 giờ trong khi nhân viên bảo trì tìm và khắc phục sự cố.

Do đó, máy biến áp đất và cuộn dập hồ quang là hai thiết bị riêng biệt: cuộn dập hồ quang cơ bản là một cuộn cảm lớn, được kết nối giữa điểm trung tính do máy biến áp đất cung cấp và đất. Chúng hoạt động cùng nhau như một hệ thống phối hợp - nhưng phục vụ các chức năng cơ bản khác nhau.