Ανάλυση των Αιτίων για Λανθασμένη Λειτουργία της Προστασίας του Μετατροπέα Γείωσης
Στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας της Κίνας, τα δίκτυα 6 kV, 10 kV και 35 kV χρησιμοποιούν γενικά μια λειτουργία με αδιαφανή γείωση του ουδετέρου. Η πλευρά διανομής τάσης των κύριων μετασχηματιστών στο δίκτυο συνδέεται συνήθως σε σχήμα τριγώνου, πράγμα που δεν παρέχει ουδέτερο σημείο για τη σύνδεση αντιστάσεων γείωσης. Όταν συμβεί μια βραχυκύκλωση ενός φάσματος στη γη σε ένα σύστημα με αδιαφανή γείωση του ουδετέρου, το τρίγωνο τάσης μεταξύ φάσεων παραμένει συμμετρικό, προκαλώντας ελάχιστη διαταραχή στη λειτουργία των χρηστών. Επιπλέον, όταν το χωρητικό ρεύμα είναι σχετικά μικρό (λιγότερο από 10 A), μερικές παροδικές βραχυκυκλώσεις στη γη μπορούν να σβήσουν από μόνες τους, κάτι που είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στη βελτίωση της αξιοπιστίας της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και στη μείωση των περιστατικών διακοπής.
Ωστόσο, με τη συνεχή επέκταση και ανάπτυξη του ηλεκτρικού τομέα, αυτή η απλή μέθοδος δεν εξυπηρετεί πλέον τις τρέχουσες απαιτήσεις. Στα σύγχρονα αστικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, η αυξανόμενη χρήση καλωδιωτών κυκλωμάτων έχει οδηγήσει σε σημαντικά υψηλότερα χωρητικά ρεύματα (πάνω από 10 A). Υπό αυτές τις συνθήκες, το τόξο γείωσης δεν μπορεί να σβήσει αξιόπιστα, με αποτέλεσμα τις ακόλουθες συνέπειες:
Η εναλλασσόμενη σβέση και επανανάφλεξη του τόξου μονοφασικής γείωσης μπορεί να δημιουργήσει υπερτάσεις τόξου-γείωσης με πλάτη που φτάνουν έως 4U (όπου U είναι η κορυφή της φασικής τάσης) ή ακόμη και υψηλότερα, για επεκτεταμένες περιόδους. Αυτό θέτει σοβαρές απειλές στη μόνωση του ηλεκτρικού εξοπλισμού, με δυνητικό κίνδυνο καταστροφής σε σημεία αδύναμης μόνωσης και οδηγεί σε σημαντικές απώλειες.
Το συνεχιζόμενο τόξο ιονίζει τον περιβάλλοντα αέρα, μειώνοντας τις μονωτικές του ιδιότητες και αυξάνοντας την πιθανότητα βραχυκυκλώματος μεταξύ φάσεων.
Μπορεί να προκύψουν φερροσυντονισμοί υπερτάσεων, οι οποίοι μπορούν εύκολα να βλάψουν μετασχηματιστές τάσης και αντικεραυνικά, πιθανότατα ακόμη και να προκαλέσουν έκρηξη αντικεραυνικών. Αυτές οι συνέπειες θέτουν σοβαρό κίνδυνο στην ακεραιότητα της μόνωσης του εξοπλισμού του δικτύου και απειλούν την ασφαλή λειτουργία ολόκληρου του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.
Για να αποτραπούν τέτοια περιστατικά και να παρασχεθεί επαρκές ρεύμα και τάση μηδενικής ακολουθίας για να εξασφαλιστεί η αξιόπιστη λειτουργία της προστασίας από βραχυκύκλωση στη γη, πρέπει να δημιουργηθεί ένα τεχνητό ουδέτερο σημείο, ώστε να μπορεί να συνδεθεί αντίσταση γείωσης. Αυτή η ανάγκη οδήγησε στην ανάπτυξη των μετασχηματιστών γείωσης (γνωστοί συνήθως ως "μετασχηματιστές γείωσης" ή "μονάδες γείωσης"). Ένας μετασχηματιστής γείωσης δημιουργεί τεχνητά ένα ουδέτερο σημείο με αντίσταση γείωσης, που συνήθως έχει πολύ χαμηλή αντίσταση (συνήθως λιγότερο από 5 ohms).
Επιπλέον, λόγω των ηλεκτρομαγνητικών του χαρακτηριστικών, ο μετασχηματιστής γείωσης παρουσιάζει υψηλή αντίσταση στα ρεύματα θετικής και αρνητικής ακολουθίας, επιτρέποντας να διαρρέει μέσω των τυλιγμάτων του μόνο ένα μικρό ρεύμα ενεργοποίησης. Σε κάθε πυρήνα, δύο τμήματα του τυλίγματος τυλίγονται προς αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν ίσα ρεύματα μηδενικής ακολουθίας διαρρέουν αυτά τα τυλίγματα, παρουσιάζουν χαμηλή αντίσταση, με αποτέλεσμα ελάχιστη πτώση τάσης στα τυλίγματα υπό συνθήκες μηδενικής ακολουθίας.
Συγκεκριμένα, κατά τη διάρκεια μιας βραχυκύκλωσης στη γη, το τύλιγμα διαρρέεται από ρεύματα θετικής, αρνητικής και μηδενικής ακολουθίας. Παρουσιάζει υψηλή αντίσταση στα ρεύματα θετικής και αρνητικής ακολουθίας, αλλά χαμηλή αντίσταση στο ρεύμα μηδενικής ακολουθίας. Αυτό συμβαίνει επειδή, στην ίδια φάση, τα δύο τυλίγματα συνδέονται σε σειρά με αντίθετη πολικότητα· οι επαγόμενες ηλεκτρεγερτικές δυνάμεις είναι ίσες κατά μέτρο αλλά αντίθετες κατά φορά, αποκλείοντας έτσι αποτελεσματικά η μία την άλλη, παρουσιάζοντας έτσι χαμηλή αντίσταση στο ρεύμα μηδενικής ακολουθίας.
Σε πολλές εφαρμογές, οι μετασχηματιστές γείωσης χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για να παρέχουν ένα ουδέτερο σημείο με μικρή αντίσταση γείωσης και δεν τροφοδοτούν κανένα δευτερεύον φορτίο. Ως εκ τούτου, πολλοί μετασχηματιστές γείωσης σχεδιάζονται χωρίς δευτερεύον τύλιγμα. Κατά την κανονική λειτουργία του δικτύου, ο μετασχηματιστής γείωσης λειτουργεί ουσιαστικά σε κατάσταση χωρίς φορτίο. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια βλάβης, μεταφέρει ρεύμα βλάβης μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα. Σε ένα σύστημα με χαμηλή αντίσταση γείωσης, όταν συμβεί μονοφασική βραχυκύκλωση στην πλευρά 10 kV, η εξαιρετικά ευαίσθητη προστασία μηδενικής ακολουθίας εντοπίζει γρήγορα και προσωρινά απομονώνει το επηρεασμένο τροφοδότη.
Ο μετασχηματιστής γείωσης είναι ενεργός μόνο κατά το σύντομο διάστημα μεταξύ της εμφάνισης της βλάβης και της λειτουργίας της προστασίας μηδενικής ακολουθίας του τροφοδότη. Κατά αυτή τη στιγμή, το ρεύμα μηδενικής ακολουθίας διέρχεται από την αντίσταση γείωσης του ουδετέρου και τον μετασχηματιστή γείωσης, σύμφωνα με τον τύπο: I_R = U / (R₁ + R₂), όπου U είναι η φασική τάση του συστήματος, R₁ είναι η αντίσταση γείωσης του ουδετέρου και R₂ είναι η επιπρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα βραχυκύκλωσης στη γη.
Βάσει της παραπάνω ανάλυσης, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά ενός μετασχηματιστή γείωσης είναι: μακροχρόνια λειτουργία χωρίς φορτίο και σύντομη υπερφόρτωση κατά τη διάρκεια βλαβών.
Κατά συνέπεια, ένας μετασχηματιστής γείωσης δημιουργεί τεχνητά ένα ουδέτερο σημείο για τη σύνδεση αντίστασης γείωσης. Κατά τη διάρκεια βραχυκύκλωσης στη γη, παρουσιάζει υψηλή αντίσταση στα ρεύματα θετικής και αρνητικής ακολουθίας, αλλά χαμηλή αντίσταση στο ρεύμα μηδενικής ακολουθίας, εξασφαλίζοντας έτσι την αξιόπιστη λειτουργία της προστασίας από βραχυκύκλωση στη γη.
Προς το παρόν, οι μετασχηματιστές γείωσης που εγκαθίστανται σε υποσταθμούς εξυπηρετούν δύο κύριους σκοπούς:
Την παροχή εναλλασσόμενης τάσης χαμηλής τάσης για τη βοηθητική χρήση του υποσταθμού·
Τη δημιουργία ενός τεχνητού ουδετέρου σημείου στην πλευρά 10 kV, το οποίο, όταν συνδυάζεται με πηνίο καταστολής τόξου (πηνίο Petersen), αντισταθμίζει το χωρητικό ρεύμα βραχυκύκλωσης στη γη κατά τη διάρκεια μονοφασικών βραχυκυκλώσεων 10 kV, εξαλείφοντας έτσι το τόξο στο σημείο βλάβης. Η αρχή είναι η ακόλουθη:
Κατά μήκος ολόκληρου του μήκους των αγωγών σε ένα τριφασικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, υπάρχει χωρητικότητα τόσο μεταξύ των φάσεων όσο και μεταξύ κάθε φάσης και της γης. Όταν το ουδέτερο του δικτύου δεν είναι στερεά γειωμένο, η χωρητικότητα προς τη γη της ελαττωματικής φάσης γίνεται μηδέν κατά τη διάρκεια μονοφασικής βραχυκύκλωσης στη γη, ενώ οι τάσεις των άλλων δύο φάσεων αυξάνονται σε √3 φορές την κανονική φασική τάση. Αν και αυτή η αυξημένη τάση παραμένει εντός των ορίων σχεδιασμού της μόνωσης, αυξάνει τη χω Όταν ένα πλευρό του κύριου μετατροπέα σε υποσταθμό (π.χ., το 10 kV πλευρό) είναι συνδεδεμένο σε δελτοειδή ή γεωμετρική διάταξη χωρίς να έχει αναγεννηθεί ουδέτερο σημείο, και η μονοφασική χωρητική ροή στο έδαφος είναι μεγάλη, δεν υπάρχει διαθέσιμο ουδέτερο σημείο για σύνδεση. Σε τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας σύνδεσης στο έδαφος για να δημιουργήσει ένα τεχνητό ουδέτερο σημείο, επιτρέποντας τη σύνδεση σε μια κατασταλτική σπείρα. Αυτό το τεχνητό ουδέτερο σημείο επιτρέπει στο σύστημα να αντισταθμίζει τη χωρητική ροή και να εξαλείφει τις βόλτες στο έδαφος - αυτή είναι η βασική λειτουργία του μετατροπέα σύνδεσης στο έδαφος. Κατά την κανονική λειτουργία, ο μετατροπέας σύνδεσης στο έδαφος βιώνει ισορροπημένη τριφασική τάση και μεταφέρει μόνο μικρή ενεργοποιητική ροή, λειτουργώντας ουσιαστικά χωρίς φορτίο. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ του ουδέτερου και του έδαφους είναι μηδενική (αγνοώντας την ελαφρή διατάραξη της τάσης του ουδέτερου από την κατασταλτική σπείρα), και δεν ρέει ροή μέσω της σπείρας. Εάν, για παράδειγμα, το φάση C υποστεί λάθος στο έδαφος, η προκύπτουσα τριφασική τάση (που προέρχεται από την ασυμμετρία) ρέει μέσω της κατασταλτικής σπείρας στο έδαφος. Η σπείρα παράγει μια επαναγωγική ροή που αντισταθμίζει τη χωρητική ροή του λάθους στο έδαφος, εξαλείφοντας έτσι τη βόλτα - λειτουργικά ίδια με μια ανεξάρτητη κατασταλτική σπείρα. Τα τελευταία χρόνια, σε ένα συγκεκριμένο περιοχή, έχουν σημειωθεί πολλά λάθη στην προστασία των μετατροπέων σύνδεσης στο έδαφος σε 110 kV υποσταθμούς, επηρεάζοντας σοβαρά τη σταθερότητα του δικτύου. Για να αναγνωριστούν οι βασικές αιτίες, έχουν γίνει αναλύσεις, έχουν εφαρμοστεί διορθωτικά μέτρα και έχουν μοιραστεί μαθήματα για να αποφευχθεί η επανάληψη και να καθοδηγηθούν άλλες περιοχές. Με την αυξημένη χρήση καλωδιακών εισόδων στα 10 kV δίκτυα 110 kV υποσταθμών, οι μονοφασικές χωρητικές ροές στο έδαφος έχουν αυξηθεί σημαντικά. Για την καταστολή της μέγεθος της υπερτάσης κατά τη διάρκεια λαθών στο έδαφος, πολλές 110 kV υποσταθμοί εγκαθιστούν τώρα μετατροπείς σύνδεσης στο έδαφος για να εφαρμόσουν χαμηλό-αντίσταση σύνδεση, δημιουργώντας έναν δρόμο μηδενικής ακολουθίας. Αυτό επιτρέπει την επιλεκτική προστασία μηδενικής ακολουθίας για την απομόνωση λαθών στο έδαφος με βάση την τοποθεσία, προλεγόμενη η αναζωογόνηση της βόλτας και εξασφαλίζοντας την ασφαλή παροχή ενέργειας. Από το 2008, μια συγκεκριμένη περιοχή έχει επενδυθεί τα 10 kV συστήματα 110 kV υποσταθμών σε χαμηλό-αντίσταση σύνδεση με την εγκατάσταση μετατροπέων σύνδεσης στο έδαφος και συναφών προστατικών συσκευών. Αυτό επιτρέπει τη γρήγορη απομόνωση οποιουδήποτε λάθους στο έδαφος 10 kV εισόδου, μειώνοντας την επίδραση στο δίκτυο. Ωστόσο, πρόσφατα, πέντε 110 kV υποσταθμοί στην περιοχή έχουν βιώσει επαναλαμβανόμενα λάθη στην προστασία των μετατροπέων σύνδεσης στο έδαφος, προκαλώντας απορρυθμίσεις και απειλώντας τη σταθερότητα του δικτύου. Έτσι, είναι απαραίτητη η αναγνώριση των αιτιών και η εφαρμογή λύσεων. 1. Ανάλυση των αιτιών για λάθη στην προστασία των μετατροπέων σύνδεσης στο έδαφος Όταν ένας 10 kV εισαγωγός υποστεί λάθος στο έδαφος, η μηδενική ακολουθία προστασίας του 110 kV υποσταθμού πρέπει να λειτουργήσει πρώτη για να απομονώσει το λάθος. Εάν αυτό αποτύχει, η εφεδρειακή μηδενική ακολουθία προστασίας του μετατροπέα σύνδεσης στο έδαφος ενεργοποιεί τους διακόπτες σύνδεσης και του κυρίου μετατροπέα για να περιορίσει το λάθος. Συνεπώς, η σωστή λειτουργία της προστασίας των 10 kV εισαγωγών και των διακόπτες είναι κρίσιμη. Στατιστική ανάλυση των λαθών σε πέντε υποσταθμούς δείχνει ότι η αποτυχία της προστασίας των εισαγωγών είναι η κύρια αιτία. Η μηδενική ακολουθία προστασίας των 10 kV εισαγωγών λειτουργεί ως εξής: δείγματα μηδενικής ακολουθίας CT → ενεργοποίηση προστασίας → διακοπή διακόπτη. Οι κύριες συστατικές είναι το μηδενική ακολουθίας CT, το προστατικό ρελέ και ο διακόπτης. Η ανάλυση εστιάζει σε αυτά: 1.1 Λάθη του μηδενικής ακολουθίας CT που προκαλούν λάθη 1.2 Λάθη στη σύνδεση του κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστικού κατασκευαστ Πηγαίνετε τα καθοδικά σύνδεσμα προς τα κάτω μέσα από το zero-sequence CT και απομονώστε τα από τους καλωδιακούς διαχωριστές· αποφύγετε την επαφή πριν από το CT. Αφήστε ανοιχτά τα άκρα των υπολειμμάτων για δοκιμές· απομονώστε το υπόλοιπο. Εάν η σημείου σύνδεσης της καθοδικής αποσυμπίεσης είναι κάτω από το CT, μην το πηγαίνετε μέσα από το CT. Αποφύγετε τον τοποθετισμό του σημείου σύνδεσης μέσα στο παράθυρο του CT. Εκπαιδεύστε το προσωπικό προστασίας και καλωδίων στην ορθή εγκατάσταση. Επιβάλλετε κοινές επιθεωρήσεις αποδοχής από τις ομάδες συνδέσμων, λειτουργίας και καλωδίων. 2.3 Πρόληψη απορρίψεως προστασίας Χρησιμοποιήστε αξιόπιστες, αξιόπιστες συνδέσεις· αντικαταστήστε παλιές ή βλαμμένες μονάδες· ενισχύστε την συντήρηση· εγκαταστήστε ψύξη/αερισμό για να αποτρέψετε υπερθέρμανση. 2.4 Πρόληψη απορρίψεως διακόπτη Χρησιμοποιήστε αξιόπιστους, σύγχρονους διακόπτες (π.χ., τύπους με ελατηριακή ή μοτορική φόρτωση)· αποσύρετε παλιά κάλυμμα GG-1A· διατηρείστε τους κυκλώματα ελέγχου· χρησιμοποιήστε υψηλής ποιότητας καθοδικούς κύκλους. 2.5 Μείωση των κινδύνων υψηλής αντίστασης Εξετάστε και διαγράψτε τα feeders επίσημα όταν συμβούν ειδοποιήσεις καθοδικής· μειώστε τις μήκη των feeders· ισορροπήστε τις φασικές φορτία για να ελαχιστοποιήσετε την κανονική χωρητική ροή. 3. Συμπέρασμα Ενώ οι μετατροπείς σύνδεσης βελτιώνουν τη δομή και τη σταθερότητα του δικτύου, οι επαναλαμβανόμενες λάθος λειτουργίες υποδεικνύουν κρυμμένους κινδύνους. Αυτό το έγγραφο αναλύει τους κύριους λόγους και προτείνει πρακτικές λύσεις για την καθοδήγηση περιοχών που έχουν εγκαταστήσει ή προτίθενται να εγκαταστήσουν μετατροπείς σύνδεσης. Ζιγκ Ζαγκ (Z-Τύπος) Μετατροπείς Σύνδεσης Στα δίκτυα κατανομής 35 kV και 66 kV, οι πλεξίδες των μετατροπέων είναι συνήθως συνδεδεμένες με wye με διαθέσιμο σημείο neutral, εξαλείφοντας την ανάγκη για μετατροπείς σύνδεσης. Ωστόσο, στα δίκτυα 6 kV και 10 kV, οι διασυνδεδεμένοι μετατροπείς δεν έχουν σημείο neutral, προσδιορίζοντας την ανάγκη για μετατροπέα σύνδεσης για την παροχή ενός—κυρίως για τη σύνδεση καθοδικών κατασταλτικών κύκλων. Οι μετατροπείς σύνδεσης χρησιμοποιούν συνδέσεις πλεξίδων Z-Τύπου: κάθε φασική πλεξίδα χωρίζεται σε δύο πλευρές του πυρήνα. Οι μηδενικοί μαγνητικοί ρομποί από τις δύο πλεξίδες ακυρώνονται, αποτελείται σε πολύ χαμηλή μηδενική αντίσταση (συνήθως <10 Ω), χαμηλές απώλειες χωρίς φορτίο και χρήση πάνω από 90% της ρυθμισμένης ικανότητας. Σε αντίθεση, οι συμβατικοί μετατροπείς έχουν πολύ υψηλότερη μηδενική αντίσταση, περιορίζοντας την ικανότητα των καθοδικών κατασταλτικών κύκλων σε ≤20% της ρυθμισμένης ικανότητας του μετατροπέα. Επομένως, οι μετατροπείς Z-Τύπου είναι το βέλτιστο για εφαρμογές σύνδεσης. Όταν η τάση της ανισορροπίας του συστήματος είναι μεγάλη, οι ισορροπημένες πλεξίδες Z-Τύπου αρκούν για μέτρηση. Σε συστήματα με χαμηλή ανισορροπία (π.χ., δίκτυα μόνο καλωδίων), το neutral σχεδιάζεται να παράγει 30–70 V ανισορροπία τάσης για ανάγκες μέτρησης. Οι μετατροπείς σύνδεσης μπορούν επίσης να παρέχουν δευτερεύοντα φορτία, λειτουργώντας ως μετατροπείς επιστατικής υπηρεσίας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η πρωταρχική ρυθμισμένη ικανότητα ισούται με το άθροισμα της ικανότητας των καθοδικών κατασταλτικών κύκλων και της δευτερεύουσας ικανότητας φορτίου. Η πρωταρχική λειτουργία ενός μετατροπέα σύνδεσης είναι να παρέχει ροή αντιστάθμισης σελίδας σφάλματος. Οι Σχήματα 1 και 2 δείχνουν δύο κοινές συνδέσεις μετατροπέων σύνδεσης Z-Τύπου: ZNyn11 και ZNyn1. Το πρίγκιπο πίσω από τη χαμηλή μηδενική αντίσταση είναι το εξής: κάθε πλευρά του πυρήνα περιέχει δύο ταυτόσημες πλεξίδες συνδεδεμένες σε διαφορετικές φασικές τάσεις. Κάτω από θετική ή αρνητική ακολουθία τάσης, η μαγνητική δύναμη (MMF) σε κάθε πλευρά είναι το διανυσματικό άθροισμα δύο φασικών MMF. Οι τρεις πλευρές MMF είναι ισορροπημένες και 120° απόσταση, δημιουργώντας ένα κλειστό μαγνητικό μονοπάτι με χαμηλή αντίσταση, υψηλή ροή, υψηλή επενδυτική τάση, και επομένως υψηλή μαγνητοποιητική αντίσταση. Κάτω από μηδενική ακολουθία τάσης, οι δύο πλεξίδες σε κάθε πλευρά παράγουν ίσες αλλά αντίθετες MMF, αποτελείται σε μηδενική συνολική MMF ανά πλευρά. Δεν ρέει μηδενική μαγνητική ροή στον πυρήνα· αντίθετα, κυκλοφορεί μέσα από το δεξαμενόπλευρο και το περιβάλλον, αντιμετωπίζοντας υψηλή αντίσταση. Συνεπώς, η μηδενική μαγνητική ροή και αντίσταση είναι πολύ χαμηλές.
Κατά τη διάρκεια λάθους στο έδαφος, το μηδενική ακολουθίας CT του εισαγωγού με λάθος ανιχνεύει τη ροή του λάθους, ενεργοποιώντας την προστασία. Παράλληλα, το μηδενική ακολουθίας CT του μετατροπέα σύνδεσης στο έδαφος ανιχνεύει επίσης τη ροή. Για να εξασφαλιστεί η επιλεκτικότητα, οι ρυθμίσεις προστασίας των εισαγωγών (π.χ., 60 A, 1.0 s) είναι χαμηλότερες από τις ρυθμίσεις του μετατροπέα σύνδεσης στο έδαφος (π.χ., 75 A, 1.5 s για διακοπή σύνδεσης, 2.5 s για διακοπή κυρίου μετατροπέα). Ωστόσο, λάθη του CT (π.χ., -10% για το CT του μετατροπέα σύνδεσης στο έδαφος, +10% για το CT του εισαγωγού) μπορούν να κάνουν τις πραγματικές ροές ανάληψης σχεδόν ίσες (67.5 A vs. 66 A), εξαρτώμενες μόνο από την χρονική καθυστέρηση. Αυτό αυξάνει τον κίνδυνο υπερβολικής επέκτασης του μετατροπέα σύνδεσης στο έδαφος.
