ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर सुरक्षा की गलत कार्यवाही के कारणों का विश्लेषण

चीन की विद्युत प्रणाली में, 6 kV, 10 kV और 35 kV ग्रिड आमतौर पर एक न्यूट्रल-पॉइंट अनग्राउंडेड संचालन विधि अपनाते हैं। ग्रिड में मुख्य ट्रांसफार्मर की वितरण वोल्टेज पक्ष आमतौर पर डेल्टा विन्यास में जुड़ा होता है, जिससे भू-तंत्र प्रतिरोधकों को जोड़ने के लिए कोई न्यूट्रल बिंदु उपलब्ध नहीं होता। जब न्यूट्रल-पॉइंट अनग्राउंडेड प्रणाली में एकल-चरण भू-तंत्र दोष होता है, तो लाइन-टू-लाइन वोल्टेज त्रिकोण सममित बना रहता है, जिससे उपयोगकर्ता संचालन में न्यूनतम व्यवधान होता है। इसके अतिरिक्त, जब संधारित्र धारा अपेक्षाकृत कम (10 A से कम) होती है, तो कुछ संक्रमणकालीन भू-तंत्र दोष स्वतः निष्क्रिय हो सकते हैं, जो बिजली आपूर्ति विश्वसनीयता में सुधार और बिजली आउटेज घटनाओं को कम करने में अत्यधिक प्रभावी है।

हालांकि, बिजली उद्योग के लगातार विस्तार और विकास के साथ, यह सरल विधि वर्तमान मांगों को पूरा नहीं करती। आधुनिक शहरी विद्युत ग्रिड में, केबल परिपथों के बढ़ते उपयोग के कारण संधारित्र धाराएं काफी अधिक हो गई हैं (10 A से अधिक)। इन परिस्थितियों में, भू-तंत्र चाप को विश्वसनीय ढंग से निष्क्रिय नहीं किया जा सकता, जिसके परिणामस्वरूप निम्नलिखित परिणाम होते हैं:

• एकल-चरण भू-तंत्र चाप का अंतरालित निष्क्रियन और पुनः प्रज्वलन चाप-भू-तंत्र अतिवोल्टेज उत्पन्न कर सकता है जिनका आयाम 4U (जहां U चरण वोल्टेज का शिखर मान है) या उससे भी अधिक हो सकता है, जो लंबी अवधि तक बने रहते हैं। इससे विद्युत उपकरणों के विद्युतरोधन पर गंभीर खतरा होता है, जिससे कमजोर विद्युतरोधन बिंदुओं पर भंग हो सकता है और महत्वपूर्ण हानि हो सकती है।

• लगातार चाप आसपास की वायु को आयनित करता है, जिससे उसके विद्युतरोधन गुण घट जाते हैं और चरण-से-चरण लघुपथ की संभावना बढ़ जाती है।

• लौह-अनुनादी अतिवोल्टेज उत्पन्न हो सकते हैं, जो वोल्टेज ट्रांसफार्मरों और सर्ज अरेस्टरों को आसानी से क्षतिग्रस्त कर सकते हैं—संभावित रूप से अरेस्टर विस्फोट भी हो सकता है। ये परिणाम ग्रिड उपकरणों के विद्युतरोधन अखंडता को गंभीर खतरे में डालते हैं और पूरी विद्युत प्रणाली के सुरक्षित संचालन को खतरे में डालते हैं।

इस तरह की घटनाओं को रोकने और भू-तंत्र दोष संरक्षण के विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त शून्य-क्रम धारा और वोल्टेज प्रदान करने के लिए, एक कृत्रिम न्यूट्रल बिंदु बनाया जाना चाहिए ताकि एक भू-तंत्र प्रतिरोधक जोड़ा जा सके। इस आवश्यकता ने भू-तंत्र ट्रांसफार्मरों (आमतौर पर "भू-तंत्र ट्रांसफार्मर" या "भू-तंत्र इकाइयाँ" के रूप में जाने जाते हैं) के विकास को जन्म दिया। एक भू-तंत्र ट्रांसफार्मर कृत्रिम रूप से एक भू-तंत्र प्रतिरोधक के साथ एक न्यूट्रल बिंदु बनाता है, जिसमें आमतौर पर बहुत कम प्रतिरोध होता है (आमतौर पर 5 ओम से कम)।

इसके अतिरिक्त, इसकी विद्युत चुंबकीय विशेषताओं के कारण, भू-तंत्र ट्रांसफार्मर धनात्मक और ऋणात्मक-क्रम धाराओं के लिए उच्च प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है, जिससे इसकी कुंडलियों के माध्यम से केवल एक छोटी चुंबकन धारा प्रवाहित होती है। प्रत्येक कोर अंग में, दो कुंडली खंड विपरीत दिशाओं में लपेटे जाते हैं। जब इन कुंडलियों के माध्यम से बराबर शून्य-क्रम धाराएं प्रवाहित होती हैं, तो वे कम प्रतिबाधा प्रस्तुत करती हैं, जिससे शून्य-क्रम परिस्थितियों के तहत कुंडलियों में न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप होता है।

विशेष रूप से, भू-तंत्र दोष के दौरान, कुंडली धनात्मक-, ऋणात्मक- और शून्य-क्रम धाराएं वहन करती है। यह धनात्मक और ऋणात्मक-क्रम धाराओं के लिए उच्च प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है लेकिन शून्य-क्रम धारा के लिए कम प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि, एक ही चरण के भीतर, दो कुंडलियों को विपरीत ध्रुवता के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाता है; उनके प्रेरित विद्युत वाहक बल परिमाण में बराबर लेकिन दिशा में विपरीत होते हैं, जो प्रभावी ढंग से एक दूसरे को निष्क्रिय कर देते हैं, इस प्रकार शून्य-क्रम धारा के लिए कम प्रतिबाधा प्रस्तुत करते हैं।

कई अनुप्रयोगों में, भू-तंत्र ट्रांसफार्मर केवल एक छोटे भू-तंत्र प्रतिरोधक के साथ एक न्यूट्रल बिंदु प्रदान करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और कोई भी द्वितीयक भार प्रदान नहीं करते। इसलिए, कई भू-तंत्र ट्रांसफार्मर को द्वितीयक कुंडली के बिना डिज़ाइन किया जाता है। सामान्य ग्रिड संचालन के दौरान, भू-तंत्र ट्रांसफार्मर अनिवार्य रूप से एक नो-लोड स्थिति में संचालित होता है। हालांकि, दोष के दौरान, यह केवल अल्प अवधि के लिए दोष धारा वहन करता है। एक कम-प्रतिरोध भू-तंत्र प्रणाली में, जब 10 kV पक्ष पर एकल-चरण भू-तंत्र दोष होता है, तो अत्यधिक संवेदनशील शून्य-क्रम संरक्षण त्वरित पहचान करता है और दोषपूर्ण फीडर को अस्थायी रूप से अलग कर देता है।

भू-तंत्र ट्रांसफार्मर केवल दोष होने और फीडर के शून्य-क्रम संरक्षण के संचालन के बीच के अल्प अंतराल के दौरान सक्रिय होता है। इस समय के दौरान, शून्य-क्रम धारा न्यूट्रल भू-तंत्र प्रतिरोधक और भू-तंत्र ट्रांसफार्मर के माध्यम से प्रवाहित होती है, जो सूत्र का अनुसरण करती है: I_R = U / (R₁ + R₂), जहां U प्रणाली चरण वोल्टेज है, R₁ न्यूट्रल भू-तंत्र प्रतिरोधक है, और R₂ भू-तंत्र दोष लूप में अतिरिक्त प्रतिरोध है।

उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, एक भू-तंत्र ट्रांसफार्मर की संचालन विशेषताएं हैं: दीर्घकालिक नो-लोड संचालन और दोष के दौरान अल्पकालिक अतिभार।

संक्षेप में, एक भू-तंत्र ट्रांसफार्मर एक भू-तंत्र प्रतिरोधक को जोड़ने के लिए कृत्रिम रूप से एक न्यूट्रल बिंदु बनाता है। भू-तंत्र दोष के दौरान, यह धनात्मक और ऋणात्मक-क्रम धाराओं के लिए उच्च प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है लेकिन शून्य-क्रम धारा के लिए कम प्रतिबाधा प्रस्तुत करता है, जिससे भू-तंत्र दोष संरक्षण के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित किया जाता है।

वर्तमान में, उपस्टेशनों में स्थापित भू-तंत्र ट्रांसफार्मर दो प्राथमिक उद्देश्यों की सेवा करते हैं:

• उपस्टेशन सहायक उपयोग के लिए निम्न-वोल्टेज एसी बिजली की आपूर्ति करना;

• 10 kV पक्ष पर एक कृत्रिम न्यूट्रल बिंदु बनाना, जो एक चाप दमन कॉइल (पीटरसन कॉइल) के साथ संयुक्त होकर, 10 kV एकल-चरण भू-तंत्र दोष के दौरान संधारित्र भू-तंत्र दोष धारा की क्षतिपूर्ति करता है, जिससे दोष बिंदु पर चाप निष्क्रिय हो जाता है। सिद्धांत निम्नलिखित है:

तीन-चरण विद्युत ग्रिड में चालकों की पूरी लंबाई के साथ, चरणों के बीच और प्रत्येक चरण और भूमि के बीच संधारिता मौजूद होती है। जब ग्रिड न्यूट्रल को ठोस रूप से भू-तंत्रित नहीं किया जाता, तो एकल-चरण भू-तंत्र दोष के दौरान दोषपूर्ण चरण की भू-तंत्र की संधारिता शून्य हो जाती है, जबकि अन्य दो चरणों के वोल्टेज √3 गुना सामान्य चरण वोल्टेज तक बढ़ जाते हैं। यद्यपि यह बढ़ा हुआ वोल्टेज विद्युतरोधन डिजाइन सीमाओं के भीतर बना रहता है, यह उनकी भू-तंत्र की संधारिता को बढ़ा देता है। एकल-चरण दोष के दौरान संधारित्र भू-तंत्र धारा लगभग सामान्य प्रति-चरण संधारित्र धारा के तीन गुना होती है। जब यह धारा बड़ी हो जाती है, तो यह अंतरालित चाप को आसानी से बनाए रखती है, ग्रिड के प्रेरक-संधारित्र परिपथ में अनुनादी दोलन को उत्तेजित करती है और 2.5–3 गुना चरण वोल्टेज तक अतिवोल्टेज उत्पन्न करती है। ग्रिड वोल्टेज जितना अधिक होगा, ऐसे अतिवोल्टेज से उत्पन्न जोखिम उतना ही अधिक होगा। इसलिए, केवल 60 kV से कम की प्रणालियों को अनग्राउंडेड न्यूट्रल के साथ संचालित किया जा सकता है, क्योंकि उनकी एकल-चरण संधारित्र भू-तंत्र धाराएं छोटी रहती हैं। उच्च-वोल्टेज प्रणालियों के लिए, न्यूट्रल बिंदु को प्रतिबाधा के माध्यम से जोड़ने के लिए एक भू-तंत्र ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाना चाहिए।

जब एक सबस्टेशन के मुख्य ट्रांसफोर्मर (जैसे, 10 किलोवोल्ट पक्ष) का एक पक्ष डेल्टा या वाइ में जोड़ा गया होता है और न्यूट्रल बाहर नहीं लाया जाता है, और एकल-प्रकार की क्षमतात्मक भू धारा बड़ी हो, तो भू आधारित न्यूट्रल बिंदु उपलब्ध नहीं होता। ऐसी स्थितियों में, एक ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर का उपयोग किया जाता है ताकि एक कृत्रिम न्यूट्रल बिंदु बनाया जा सके, जिससे एक आर्क दमन कुण्डली के साथ जोड़ा जा सके। यह कृत्रिम न्यूट्रल प्रणाली को क्षमतात्मक धारा को संतुलित करने और भू आर्क को दबाने में सक्षम बनाता है—यही ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर की मौलिक भूमिका है।

सामान्य संचालन के दौरान, ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर तीन-प्रकार की संतुलित वोल्टेज अनुभव करता है और केवल एक छोटी प्रेरण धारा लेता है, लगभग बिना लोड के काम करता है। न्यूट्रल-से-भू वोल्टेज अंतर शून्य होता है (आर्क दमन कुण्डली से न्यूट्रल विस्थापन वोल्टेज को छोड़कर), और कोई धारा कुण्डली से नहीं गुजरती। यदि, उदाहरण के लिए, चर C में एक भू फ़ॉल्ट हो, तो उत्पन्न शून्य-अनुक्रम वोल्टेज (असममिति से व्युत्पन्न) आर्क दमन कुण्डली से गुजरकर भू तक जाता है। कुण्डली एक प्रेरण धारा उत्पन्न करती है जो क्षमतात्मक भू-फ़ॉल्ट धारा को संतुलित करती है, इस प्रकार आर्क को दबा देती है—फ़ंक्शनल रूप से एक स्टैंडअलोन आर्क दमन कुण्डली के समान।

हाल के वर्षों में, एक निश्चित क्षेत्र के 110 किलोवोल्ट सबस्टेशनों में ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर संरक्षण के बहुत सारे गलत संचालन हुए हैं, जो ग्रिड स्थिरता को गंभीर रूप से प्रभावित कर रहे हैं। मूल कारणों की पहचान करने के लिए, विश्लेषण किए गए, संशोधनात्मक उपाय लागू किए गए, और पाठ्यांक साझा किए गए ताकि दोहराव को रोका जा सके और अन्य क्षेत्रों को दिशा दी जा सके।

110 किलोवोल्ट सबस्टेशन 10 किलोवोल्ट नेटवर्कों में केबल फीडर्स के उपयोग के बढ़ने के साथ, एकल-प्रकार की क्षमतात्मक भू धाराओं में बहुत बढ़ोतरी हुई है। भू फ़ॉल्ट के दौरान ओवरवोल्टेज तीव्रता को दबाने के लिए, अब कई 110 किलोवोल्ट सबस्टेशन ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर लगातार ग्राउंडिंग करते हैं, जिससे एक शून्य-अनुक्रम धारा पथ स्थापित होता है। यह स्थान के आधार पर भू फ़ॉल्ट को अलग करने के लिए चयनात्मक शून्य-अनुक्रम संरक्षण की अनुमति देता है, आर्क के फिर से जलने से रोकता है और सुरक्षित विद्युत आपूर्ति की गारंटी देता है।

2008 के बाद से, एक निश्चित क्षेत्र ने अपने 110 किलोवोल्ट सबस्टेशन 10 किलोवोल्ट प्रणालियों को ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर और संबंधित संरक्षण उपकरणों को लगाकर निम्न-प्रतिरोध ग्राउंडिंग में परिवर्तित किया है। यह 10 किलोवोल्ट फीडर भू फ़ॉल्ट को तेजी से अलग करने की अनुमति देता है, जिससे ग्रिड प्रभाव को कम किया जा सकता है। हालांकि, हाल ही में, क्षेत्र के पांच 110 किलोवोल्ट सबस्टेशनों में ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर संरक्षण के बार-बार गलत संचालन हुए, जिससे आउटेज हुए और ग्रिड स्थिरता को खतरा उत्पन्न हुआ। इसलिए, कारणों की पहचान और समाधानों का लागू करना आवश्यक है।

1. ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर संरक्षण के गलत संचालन के कारणों का विश्लेषण

जब 10 किलोवोल्ट फीडर में एक भू फ़ॉल्ट होता है, तो 110 किलोवोल्ट सबस्टेशन में फीडर का शून्य-अनुक्रम संरक्षण पहले फ़ॉल्ट को अलग करने के लिए संचालित होना चाहिए। यदि यह विफल होता है, तो ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर का बैकअप शून्य-अनुक्रम संरक्षण बस टाइ और मुख्य ट्रांसफोर्मर ब्रेकर को ट्रिप करता है ताकि फ़ॉल्ट को नियंत्रित किया जा सके। इसलिए, 10 किलोवोल्ट फीडर संरक्षण और ब्रेकर का सही संचालन आवश्यक है। पांच सबस्टेशनों में गलत संचालनों के सांख्यिकीय विश्लेषण से पता चलता है कि फीडर संरक्षण विफलता प्रमुख कारण है।

10 किलोवोल्ट फीडर शून्य-अनुक्रम संरक्षण इस प्रकार काम करता है: शून्य-अनुक्रम CT नमूना लेता है → संरक्षण शुरू होता है → ब्रेकर ट्रिप होता है। महत्वपूर्ण घटक शून्य-अनुक्रम CT, संरक्षण रिले, और ब्रेकर हैं। विश्लेषण इन पर केंद्रित है:

1.1 शून्य-अनुक्रम CT त्रुटियों से गलत संचालन
भू फ़ॉल्ट के दौरान, दोषपूर्ण फीडर का शून्य-अनुक्रम CT फ़ॉल्ट धारा का पता लगाता है, जिससे इसका संरक्षण शुरू होता है। एक साथ, ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर का शून्य-अनुक्रम CT भी धारा को संवेदन करता है। चयनात्मकता सुनिश्चित करने के लिए, फीडर संरक्षण सेटिंग (जैसे, 60 A, 1.0 s) ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर सेटिंग (जैसे, 75 A, 1.5 s बस टाइ ट्रिप, 2.5 s मुख्य ट्रांसफोर्मर ट्रिप) से कम होती है। हालांकि, CT त्रुटियाँ (जैसे, -10% ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर CT, +10% फीडर CT) वास्तविक पिकअप धाराओं को लगभग बराबर (67.5 A vs. 66 A) बना सकती हैं, जिसमें केवल समय देरी पर निर्भर किया जाता है। यह ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर ओवररीच के जोखिम को बढ़ाता है।

1.2 गलत केबल शील्ड ग्राउंडिंग से गलत संचालन
10 किलोवोल्ट फीडर शील्ड के साथ केबलों का उपयोग करते हैं, जिनके शील्ड दोनों सिरों पर ग्राउंड किए जाते हैं—EMI मिटिगेशन का एक सामान्य व्यवहार। शून्य-अनुक्रम CT आमतौर पर टोरोइडल होते हैं, जो स्विचगियर आउटलेट पर केबल के चारों ओर लगाए जाते हैं। भू फ़ॉल्ट के दौरान, असंतुलित धारा CT में एक सिग्नल उत्पन्न करती है। हालांकि, यदि शील्ड दोनों सिरों पर ग्राउंड किया गया हो, तो परिपथ शील्ड धाराएं भी CT से गुजरती हैं, जिससे माप विकृत हो जाता है। यदि शील्ड ग्राउंड वायर को सही ढंग से CT से गुजारा नहीं गया, तो फीडर संरक्षण विफल हो सकता है, जिससे ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर ओवररीच हो सकता है।

1.3 फीडर संरक्षण विफलता से गलत संचालन
हालांकि माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले उच्च प्रदर्शन प्रदान करते हैं, फिर भी उत्पाद गुणवत्ता में भिन्नता होती है। सामान्य विफलताएं शक्ति, नमूना, CPU, या ट्रिप आउटपुट मॉड्यूलों से संबंधित होती हैं। यदि ये नहीं पाए जाते, तो ये संरक्षण अस्वीकार करने का कारण बन सकते हैं, जिससे ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर गलत संचालन हो सकता है।

1.4 फीडर ब्रेकर विफलता से गलत संचालन
वर्षों के साथ, अक्सर संचालन, या गुणवत्ता की कमी वाले ब्रेकर (विशेष रूप से ग्रामीण क्षेत्रों में पुराने GG-1A प्रकार) विफलता दर बढ़ाते हैं। नियंत्रण परिपथ दोष—विशेष रूप से जली हुई ट्रिप कोइल—ब्रेकर को संचालित करने से रोक सकते हैं, भले ही संरक्षण ट्रिप कमांड दे, जिससे ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर बैकअप को काम करना पड़ता है।

1.5 एक या दो फीडर पर उच्च-प्रतिरोध भू फ़ॉल्ट से गलत संचालन
यदि दो फीडर एक ही चर पर एक साथ उच्च-प्रतिरोध भू फ़ॉल्ट का सामना कर रहे हों, तो व्यक्तिगत शून्य-अनुक्रम धाराएं (जैसे, 40 A और 50 A) फीडर पिकअप (60 A) से नीचे रह सकती हैं, लेकिन उनका योग (90 A) ग्राउंडिंग ट्रांसफोर्मर सेटिंग (75 A) से ऊपर जाता है, जिससे ओवररीच होता है। एक भी गंभीर उच्च-प्रतिरोध फ़ॉल्ट (जैसे, 58 A) और सामान्य क्षमतात्मक धारा (जैसे, 12–15 A) का योग 75 A के करीब पहुंच सकता है। प्रणाली की विक्षोभ गलत संचालन को ट्रिगर कर सकते हैं।

2. गलत संचालन से रोकने के उपाय

2.1 CT त्रुटियों का समाधान करें

उच्च गुणवत्ता वाले शून्य-अनुक्रम CT का उपयोग करें; कमीशनिंग के दौरान >5% त्रुटि वाले इकाइयों को अस्वीकार करें; प्राथमिक मूल्यों पर आधारित संरक्षण सीमाएं सेट करें; प्राथमिक इंजेक्शन परीक्षण द्वारा सेटिंगों की सत्यापन करें।

2.2 केबल शील्ड ग्राउंडिंग को सही करें

• शील्ड ग्राउंड तारों को शून्य-अनुक्रम CT के माध्यम से नीचे की ओर पथित करें और केबल ट्रे से अलग रखें; CT से पहले संपर्क से बचें।

• परीक्षण के लिए खुले चालक के छोर छोड़ें; बाकी को अवरोधित करें।

• यदि शील्ड ग्राउंड बिंदु CT के नीचे है, तो इसे CT के माध्यम से पथित न करें। CT विंडो के भीतर ग्राउंड बिंदु न रखें।

• ट्रेन प्रोटेक्शन और केबल कर्मियों को सही स्थापना के लिए प्रशिक्षित करें।

• रिले, ऑपरेशन और केबल टीमों द्वारा संयुक्त स्वीकृति जांच को लागू करें।

2.3 प्रोटेक्शन अस्वीकार को रोकें

प्रमाणित, विश्वसनीय रिले का उपयोग करें; उम्र या दोषपूर्ण इकाइयों को बदलें; रखरखाव में सुधार करें; अतिताप से बचने के लिए शीतलन/वायुसंचार स्थापित करें।

2.4 ब्रेकर अस्वीकार को रोकें

विश्वसनीय, आधुनिक ब्रेकर (जैसे, स्प्रिंग- या मोटर-चार्ज्ड सील्ड प्रकार) का उपयोग करें; पुराने GG-1A कैबिनेट्स को फेसआउट करें; नियंत्रण सर्किट्स का रखरखाव करें; उच्च गुणवत्ता वाले ट्रिप कोइल का उपयोग करें।

2.5 उच्च-आवेग दोष जोखिम को कम करें

जब ग्राउंड अलार्म होते हैं, तो फीडरों की तत्काल जांच और स्पष्टीकरण करें; फीडर की लंबाई कम करें; नियमित क्षमता धारा को कम करने के लिए चरण लोड को संतुलित करें।

3. निष्कर्ष

जबकि ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर ग्रिड संरचना और स्थिरता में सुधार करते हैं, लगातार गलत संचालन छिपे जोखिमों पर ध्यान आता है। यह पेपर महत्वपूर्ण कारणों का विश्लेषण करता है और उन क्षेत्रों के लिए व्यावहारिक समाधान प्रस्तावित करता है जिन्होंने ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर स्थापित किए हैं या स्थापित करने की योजना बनाई है।

जिगज़ैग (Z-टाइप) ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर

35 kV और 66 kV वितरण नेटवर्कों में, ट्रांसफॉर्मर के वाइंडिंग आमतौर पर वाई-संयोजित होते हैं जिनमें न्यूट्रल बिंदु उपलब्ध होता है, जिससे ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता नहीं होती। हालांकि, 6 kV और 10 kV नेटवर्कों में, डेल्टा-संयोजित ट्रांसफॉर्मरों में न्यूट्रल बिंदु नहीं होता, जिससे एक ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर की आवश्यकता होती है—मुख्य रूप से आर्क विनाशक कुंडलों को जोड़ने के लिए।

ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर जिगज़ैग (Z-टाइप) वाइंडिंग कनेक्शन का उपयोग करते हैं: प्रत्येक चरण वाइंडिंग दो कोर लिम्बों पर विभाजित होता है। दो वाइंडिंग से शून्य-अनुक्रम चुंबकीय फ्लक्स एक दूसरे को रद्द करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम शून्य-अनुक्रम आवेग (आमतौर पर <10 Ω), कम निर्वाह नुकसान, और 90% से अधिक रेटिंग क्षमता का उपयोग होता है। विपरीत रूप से, पारंपरिक ट्रांसफॉर्मरों में बहुत अधिक शून्य-अनुक्रम आवेग होता है, जिससे आर्क विनाशक कुंडल की क्षमता ≤20% ट्रांसफॉर्मर रेटिंग तक सीमित हो जाती है। इस प्रकार, Z-टाइप ट्रांसफॉर्मर ग्राउंडिंग अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम हैं।

जब सिस्टम असंतुलित वोल्टेज बड़ा होता है, तो संतुलित Z-टाइप वाइंडिंग मापन के लिए पर्याप्त होते हैं। कम असंतुलन वाले सिस्टमों (जैसे, सभी केबल नेटवर्क) में, न्यूट्रल को 30–70 V असंतुलित वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है जो मापन की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर द्वितीयक लोड को भी आपूर्ति कर सकते हैं, स्टेशन सेवा ट्रांसफॉर्मर के रूप में कार्य कर सकते हैं। ऐसी स्थितियों में, प्राथमिक रेटिंग आर्क विनाशक कुंडल की क्षमता और द्वितीयक लोड की क्षमता का योग होता है।

ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर का प्राथमिक कार्य ग्राउंड-फ़ॉल्ट कंपनसेशन धारा प्रदान करना है।

आकृति 1 और आकृति 2 दो सामान्य Z-टाइप ग्राउंडिंग ट्रांसफॉर्मर कनेक्शन दिखाती हैं: ZNyn11 और ZNyn1। निम्न शून्य-अनुक्रम आवेग का सिद्धांत निम्नलिखित है: प्रत्येक कोर लिम्ब में दो समान वाइंडिंग होती हैं जो विभिन्न चरण वोल्टेज से जुड़ी होती हैं। सकारात्मक या नकारात्मक अनुक्रम वोल्टेज के तहत, प्रत्येक लिम्ब पर चुंबकीय बल (MMF) दो चरण MMF का सदिश योग होता है। तीन लिम्ब MMF संतुलित और 120° दूर होते हैं, जो एक बंद चुंबकीय पथ बनाते हैं जिसमें कम रिलक्टेंस, उच्च फ्लक्स, उच्च उत्प्रेरित वोल्टेज, और इस प्रकार उच्च चुंबकीय आवेग होता है।

शून्य-अनुक्रम वोल्टेज के तहत, प्रत्येक लिम्ब पर दो वाइंडिंग बराबर लेकिन विपरीत MMF उत्पन्न करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक लिम्ब पर शून्य नेट MMF होता है। कोई शून्य-अनुक्रम फ्लक्स कोर में नहीं बहता; इसके बजाय, यह टैंक और आसपास के माध्यम में परिक्रमण करता है, जहाँ उच्च रिलक्टेंस होती है। इस प्रकार, शून्य-अनुक्रम फ्लक्स और आवेग बहुत कम होते हैं।