การวิเคราะห์สาเหตุของการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันหม้อแปลงกราวด์

ในระบบไฟฟ้าของจีน ระบบสายส่งไฟฟ้าแรงดัน 6 กิโลโวลต์ 10 กิโลโวลต์ และ 35 กิโลโวลต์ มักจะใช้วิธีการดำเนินงานที่จุดกลางไม่ได้ต่อกราวด์ โดยด้านแรงดันของการกระจายของหม้อแปลงหลักในระบบมักจะเชื่อมต่อในรูปแบบสามเหลี่ยม ซึ่งไม่มีจุดกลางสำหรับต่อต้านทานกราวด์ เมื่อเกิดข้อผิดพลาดทางดินในระบบจุดกลางไม่ได้ต่อกราวด์ รูปสามเหลี่ยมของแรงดันระหว่างสายยังคงสมมาตร ทำให้มีผลกระทบน้อยต่อการทำงานของผู้ใช้ นอกจากนี้เมื่อกระแสความจุน้อยกว่า 10 A บางข้อผิดพลาดทางดินสามารถหายไปเอง ซึ่งมีประสิทธิภาพมากในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการจ่ายไฟและลดเหตุการณ์ขาดแคลนไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม ด้วยการขยายตัวและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของภาคพลังงาน วิธีการที่เรียบง่ายนี้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในปัจจุบันได้ ในระบบไฟฟ้าเมืองสมัยใหม่ การใช้วงจรเคเบิลเพิ่มขึ้นทำให้กระแสความจุสูงขึ้น (เกิน 10 A) ในสภาพดังกล่าว โค้งไฟฟ้าทางดินไม่สามารถดับได้อย่างเชื่อถือได้ ส่งผลให้เกิดเหตุการณ์ดังนี้:

• การดับและเกิดขึ้นใหม่ของโค้งไฟฟ้าทางดินเฟสเดียวสามารถสร้างแรงดันเกินจากโค้งไฟฟ้าทางดินที่มีขนาดถึง 4U (โดย U คือแรงดันเฟสสูงสุด) หรือมากกว่านั้น ซึ่งอาจเกิดขึ้นเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า อาจทำให้เกิดการแตกหักที่จุดฉนวนที่อ่อนแอและนำไปสู่ความเสียหายอย่างมาก

• การอาร์คไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องทำให้อากาศรอบ ๆ ไอออนไนซ์ ทำลายคุณสมบัติฉนวนและเพิ่มโอกาสของการเกิดการลัดวงจรระหว่างเฟส

• อาจเกิดแรงดันเกินจากการสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้หม้อแปลงแรงดันและอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินเสียหาย อาจทำให้อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินระเบิด เหตุการณ์เหล่านี้เป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อความสมบูรณ์ของฉนวนของอุปกรณ์ในระบบและเป็นภัยคุกคามต่อการดำเนินงานอย่างปลอดภัยของระบบไฟฟ้าทั้งหมด

เพื่อป้องกันเหตุการณ์ดังกล่าวและให้กระแสและแรงดันลำดับศูนย์เพียงพอเพื่อให้การป้องกันข้อผิดพลาดทางดินทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ จะต้องสร้างจุดกลางเทียมเพื่อให้สามารถต่อต้านทานกราวด์ ความต้องการนี้นำไปสู่การพัฒนาหม้อแปลงต่อกราวด์ (ที่เรียกว่า "หม้อแปลงต่อกราวด์" หรือ "หน่วยต่อกราวด์") หม้อแปลงต่อกราวด์สร้างจุดกลางเทียมพร้อมต้านทานกราวด์ โดยมักมีความต้านทานต่ำมาก (ทั่วไปน้อยกว่า 5 โอห์ม)

นอกจากนี้ ด้วยคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้า หม้อแปลงต่อกราวด์มีความต้านทานสูงต่อกระแสลำดับบวกและลบ ทำให้เฉพาะกระแสกระตุ้นเล็ก ๆ ไหลผ่านขดลวด เมื่อกระแสลำดับศูนย์เท่า ๆ กันไหลผ่านขดลวดเหล่านี้ พวกมันแสดงความต้านทานต่ำ ทำให้มีแรงดันตกคร่อมขดลวดน้อยลงภายใต้สภาพลำดับศูนย์

โดยเฉพาะในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดทางดิน ขดลวดจะนำพากระแสลำดับบวก ลบ และศูนย์ มันมีความต้านทานสูงต่อกระแสลำดับบวกและลบ แต่มีความต้านทานต่ำต่อกระแสลำดับศูนย์ นี่เป็นเพราะในเฟสเดียวกัน สองขดลวดถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรมในทิศทางตรงข้าม แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำขึ้นเท่ากันแต่ทิศทางตรงข้าม ทำให้ยกเลิกกันและกัน ทำให้มีความต้านทานต่ำต่อกระแสลำดับศูนย์

ในหลายกรณี หม้อแปลงต่อกราวด์ใช้เพื่อให้จุดกลางพร้อมต้านทานกราวด์ขนาดเล็กและไม่จ่ายโหลดรอง ดังนั้น หม้อแปลงต่อกราวด์จำนวนมากถูกออกแบบมาโดยไม่มีขดลวดรอง ในระหว่างการทำงานปกติของระบบ หม้อแปลงต่อกราวด์ทำงานในสถานะไม่มีโหลด แต่ในระหว่างข้อผิดพลาด มันจะนำพากระแสข้อผิดพลาดเป็นระยะเวลาสั้น ๆ ในระบบต่อกราวด์ความต้านทานต่ำ เมื่อเกิดข้อผิดพลาดทางดินเฟสเดียวที่ด้าน 10 kV ระบบป้องกันลำดับศูนย์ที่มีความไวสูงจะระบุและแยกสายที่ขัดข้องชั่วคราว

หม้อแปลงต่อกราวด์ทำงานเฉพาะในช่วงเวลาสั้น ๆ ระหว่างการเกิดข้อผิดพลาดและการทำงานของระบบป้องกันลำดับศูนย์ของสาย ขณะนี้ กระแสลำดับศูนย์จะไหลผ่านต้านทานกราวด์และหม้อแปลงต่อกราวด์ ตามสูตร: I_R = U / (R₁ + R₂) โดย U คือแรงดันเฟสของระบบ R₁ คือต้านทานกราวด์ และ R₂ คือความต้านทานเพิ่มเติมในวงจรข้อผิดพลาดทางดิน

ตามการวิเคราะห์ข้างต้น คุณสมบัติการทำงานของหม้อแปลงต่อกราวด์คือ: การทำงานไม่มีโหลดระยะยาวและการทำงานเกินกำลังชั่วคราวในระหว่างข้อผิดพลาด

สรุปแล้ว หม้อแปลงต่อกราวด์สร้างจุดกลางเทียมเพื่อต่อต้านทานกราวด์ ในระหว่างข้อผิดพลาดทางดิน มันมีความต้านทานสูงต่อกระแสลำดับบวกและลบ แต่มีความต้านทานต่ำต่อกระแสลำดับศูนย์ ทำให้การป้องกันข้อผิดพลาดทางดินทำงานได้อย่างเชื่อถือได้

ปัจจุบัน หม้อแปลงต่อกราวด์ที่ติดตั้งในสถานีไฟฟ้ามีสองวัตถุประสงค์หลัก:

• จ่ายไฟฟ้า AC แรงดันต่ำสำหรับการใช้งานเสริมในสถานีไฟฟ้า;

• สร้างจุดกลางเทียมที่ด้าน 10 kV ซึ่งเมื่อรวมกับวงจรกำจัดอาร์ค (Petersen coil) ชดเชยกระแสข้อผิดพลาดทางดินความจุในระหว่างข้อผิดพลาดทางดินเฟสเดียวที่ 10 kV ทำให้อาร์คที่จุดข้อผิดพลาดดับ หลักการคือ:

ตลอดความยาวของสายนำในระบบไฟฟ้าสามเฟส มีความจุทั้งระหว่างเฟสและระหว่างเฟสกับดิน เมื่อจุดกลางของระบบไม่ได้ต่อกราวด์แน่น ความจุต่อดินของเฟสที่ขัดข้องจะกลายเป็นศูนย์ในระหว่างข้อผิดพลาดทางดินเฟสเดียว ในขณะที่แรงดันของเฟสอื่น ๆ เพิ่มขึ้นเป็น √3 เท่าของแรงดันเฟสปกติ แม้ว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นนี้จะยังอยู่ภายในขีดจำกัดการออกแบบของฉนวน แต่ทำให้ความจุต่อดินเพิ่มขึ้น กระแสข้อผิดพลาดทางดินเฟสเดียวมีประมาณสามเท่าของกระแสความจุต่อเฟสปกติ เมื่อกระแสนี้ใหญ่ขึ้น มันสามารถทำให้เกิดอาร์คไฟฟ้าแบบไม่ต่อเนื่อง กระตุ้นการสั่นสะเทือนในวงจร LC ของระบบและสร้างแรงดันเกินถึง 2.5–3 เท่าของแรงดันเฟส แรงดันสูงขึ้นของระบบ ความเสี่ยงจากแรงดันเกินนี้ก็ยิ่งสูงขึ้น ดังนั้น ระบบที่มีแรงดันต่ำกว่า 60 kV อาจทำงานโดยไม่ต่อกราวด์ได้ เพราะกระแสข้อผิดพลาดทางดินเฟสเดียวความจุยังคงน้อย สำหรับระบบแรงดันสูง จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงต่อกราวด์เพื่อต่อจุดกลางผ่านความต้านทาน

เมื่อข้างหนึ่งของหม้อแปลงหลักในสถานีไฟฟ้า (เช่น ข้าง 10 kV) เชื่อมต่อเป็นรูปสามเหลี่ยมหรือรูปดาวโดยไม่มีจุดกลางนำออกมา และกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากความจุเดี่ยวสูง มีจุดกลางที่ใช้สำหรับการต่อพื้นไม่ได้ ในกรณีดังกล่าวจะใช้หม้อแปลงต่อพื้นเพื่อสร้างจุดกลางเทียม ทำให้สามารถต่อเข้ากับวงจรดับอาร์คได้ จุดกลางเทียมนี้ช่วยให้ระบบสามารถชดเชยกระแสความจุและดับอาร์คไฟฟ้า—นี่คือบทบาทหลักของหม้อแปลงต่อพื้น

ระหว่างการทำงานปกติ หม้อแปลงต่อพื้นมีแรงดันสามเฟสสมดุลและมีเพียงกระแสกระตุ้นเล็กน้อย ทำงานโดยแทบไม่มีโหลด ความต่างศักยภาพระหว่างจุดกลางกับพื้นเป็นศูนย์ (ยกเว้นแรงดันเล็กน้อยจากการเลื่อนของจุดกลางจากวงจรดับอาร์ค) และไม่มีกระแสไหลผ่านวงจร หากตัวอย่างเช่น เฟส C ประสบปัญหาไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้น แรงดันลำดับศูนย์ (ที่เกิดจากความไม่สมดุล) จะไหลผ่านวงจรดับอาร์คไปยังพื้น วงจรดับอาร์คจะสร้างกระแสเหนี่ยวนำที่ชดเชยกระแสความจุที่เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้น ทำให้สามารถดับอาร์ค—ทำงานเหมือนวงจรดับอาร์คที่แยกต่างหาก

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ได้เกิดเหตุการณ์ทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันหม้อแปลงต่อพื้นในสถานีไฟฟ้า 110 kV ในพื้นที่หนึ่ง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเสถียรของระบบไฟฟ้า เพื่อค้นหาสาเหตุหลัก ได้มีการวิเคราะห์ ดำเนินมาตรการแก้ไข และแบ่งปันบทเรียนเพื่อป้องกันการเกิดซ้ำและการแนะนำให้พื้นที่อื่น ๆ ทราบ

เนื่องจากการใช้สายเคเบิลในการส่งไฟฟ้าในระบบ 10 kV ของสถานีไฟฟ้า 110 kV เพิ่มขึ้น กระแสความจุเดี่ยวที่เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้นได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก เพื่อควบคุมขนาดของแรงดันเกินขณะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้น สถานีไฟฟ้า 110 kV หลายแห่งได้ติดตั้งหม้อแปลงต่อพื้นเพื่อทำการต่อพื้นแบบต้านทานต่ำ สร้างทางเดินกระแสลำดับศูนย์ ทำให้สามารถเลือกป้องกันลำดับศูนย์ตามตำแหน่งของไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้น ป้องกันการเกิดอาร์คใหม่และรับประกันการจ่ายไฟฟ้าอย่างปลอดภัย

ตั้งแต่ปี 2008 พื้นที่หนึ่งได้ปรับปรุงระบบ 10 kV ของสถานีไฟฟ้า 110 kV ให้เป็นการต่อพื้นแบบต้านทานต่ำโดยติดตั้งหม้อแปลงต่อพื้นและอุปกรณ์ป้องกันที่เกี่ยวข้อง ทำให้สามารถแยกไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้นของสายส่ง 10 kV ได้อย่างรวดเร็ว ลดผลกระทบต่อระบบ อย่างไรก็ตาม ล่าสุด ห้าสถานีไฟฟ้า 110 kV ในพื้นที่ดังกล่าวได้ประสบปัญหาการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันหม้อแปลงต่อพื้นซ้ำ ๆ ทำให้เกิดการขาดแคลนไฟฟ้าและเป็นภัยต่อความเสถียรของระบบ ดังนั้น การระบุสาเหตุและดำเนินมาตรการแก้ไขเป็นสิ่งจำเป็น

1. การวิเคราะห์สาเหตุของการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันหม้อแปลงต่อพื้น

เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้นบนสายส่ง 10 kV ระบบป้องกันลำดับศูนย์ของสายส่ง 10 kV ที่สถานีไฟฟ้า 110 kV ควรทำงานเป็นอันดับแรกเพื่อแยกไฟฟ้าลัดวงจร หากทำงานไม่ได้ ระบบป้องกันลำดับศูนย์สำรองของหม้อแปลงต่อพื้นจะทำงานเพื่อแยกสวิตช์ต่อและหม้อแปลงหลักเพื่อควบคุมไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้น การทำงานที่ถูกต้องของระบบป้องกันและสวิตช์ต่อของสายส่ง 10 kV เป็นสิ่งสำคัญ การวิเคราะห์สถิติของการทำงานผิดพลาดในห้าสถานีไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่า การทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันสายส่งเป็นสาเหตุหลัก

ระบบป้องกันลำดับศูนย์ของสายส่ง 10 kV ทำงานดังนี้: ตัวตรวจจับลำดับศูนย์ → ระบบป้องกันทำงาน → สวิตช์ต่อทำงาน ส่วนประกอบหลักคือ ตัวตรวจจับลำดับศูนย์ อุปกรณ์ป้องกัน และสวิตช์ต่อ การวิเคราะห์มุ่งเน้นที่ส่วนประกอบเหล่านี้:

1.1 ความผิดพลาดของตัวตรวจจับลำดับศูนย์ทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด
ขณะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้น ตัวตรวจจับลำดับศูนย์ของสายส่งที่มีปัญหาจะตรวจจับกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ทำให้ระบบป้องกันทำงาน พร้อมกันนั้น ตัวตรวจจับลำดับศูนย์ของหม้อแปลงต่อพื้นก็ตรวจจับกระแสไฟฟ้าด้วย ในการรับรองความเลือกสรร ค่าตั้งระบบป้องกันของสายส่ง (เช่น 60 A 1.0 s) ต่ำกว่าค่าตั้งของหม้อแปลงต่อพื้น (เช่น 75 A 1.5 s สำหรับแยกสวิตช์ต่อ 2.5 s สำหรับแยกหม้อแปลงหลัก) อย่างไรก็ตาม ความผิดพลาดของตัวตรวจจับ (เช่น -10% สำหรับตัวตรวจจับของหม้อแปลงต่อพื้น +10% สำหรับตัวตรวจจับของสายส่ง) อาจทำให้กระแสที่ตรวจจับได้ใกล้เคียงกัน (67.5 A กับ 66 A) ทำให้ต้องพึ่งพาเวลาในการแยก ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของการทำงานผิดพลาดของหม้อแปลงต่อพื้น

1.2 การต่อพื้นสายเคเบิลที่ผิดพลาดทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด
สายส่ง 10 kV ใช้สายเคเบิลที่มีชั้นป้องกันและต่อพื้นทั้งสองปลาย ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการลดสัญญาณรบกวน ตัวตรวจจับลำดับศูนย์มักเป็นรูปวงแหวนติดตั้งรอบสายเคเบิลที่จุดออกสวิตช์ ขณะเกิดไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้น กระแสที่ไม่สมดุลจะสร้างสัญญาณในตัวตรวจจับ อย่างไรก็ตาม หากชั้นป้องกันต่อพื้นทั้งสองปลาย กระแสที่หมุนเวียนผ่านชั้นป้องกันจะผ่านตัวตรวจจับ ทำให้การวัดผิดพลาด หากติดตั้งไม่ถูกต้อง (เช่น สายต่อพื้นของชั้นป้องกันผ่านตัวตรวจจับไม่ถูกต้อง) ระบบป้องกันของสายส่งอาจทำงานผิดพลาด ทำให้หม้อแปลงต่อพื้นทำงานผิดพลาด

1.3 การทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันสายส่งทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด
แม้ว่าอุปกรณ์ป้องกันแบบไมโครโปรเซสเซอร์จะมีประสิทธิภาพสูง แต่คุณภาพของผลิตภัณฑ์อาจแตกต่างกัน ความผิดพลาดที่พบบ่อยคือ โมดูลพลังงาน โมดูลสุ่มตัวอย่าง โมดูล CPU หรือโมดูลส่งสัญญาณ หากไม่ตรวจพบ ความผิดพลาดเหล่านี้อาจทำให้ระบบป้องกันปฏิเสธการทำงาน ทำให้หม้อแปลงต่อพื้นทำงานผิดพลาด

1.4 การทำงานผิดพลาดของสวิตช์ต่อสายส่งทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด
สวิตช์ต่อที่มีอายุการใช้งานนาน การทำงานบ่อยครั้ง หรือสวิตช์ต่อที่มีคุณภาพต่ำ (โดยเฉพาะรุ่น GG-1A ในพื้นที่ชนบท) มีอัตราการชำรุดสูง ความผิดพลาดในวงจรควบคุม เช่น คอยล์ส่งสัญญาณไหม้ ทำให้สวิตช์ต่อไม่ทำงานแม้ระบบป้องกันสั่งให้ทำงาน ทำให้ระบบป้องกันสำรองของหม้อแปลงต่อพื้นทำงานแทน

1.5 ไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้นที่มีอิมพีแดนซ์สูงบนสายส่งหนึ่งหรือสองสายทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด
หากสองสายส่งเกิดไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้นที่มีอิมพีแดนซ์สูงในเฟสเดียวกัน กระแสลำดับศูนย์ของแต่ละสาย (เช่น 40 A และ 50 A) อาจต่ำกว่าค่าตั้งของสายส่ง (60 A) แต่ผลรวม (90 A) อาจสูงกว่าค่าตั้งของหม้อแปลงต่อพื้น (75 A) ทำให้ทำงานผิดพลาด แม้กระทั่งไฟฟ้าลัดวงจรลงพื้นที่มีอิมพีแดนซ์สูงเพียงสายเดียว (เช่น 58 A) ร่วมกับกระแสความจุปกติ (เช่น 12–15 A) อาจเข้าใกล้ 75 A ความรบกวนของระบบอาจทำให้ทำงานผิดพลาด

2. มาตรการป้องกันการทำงานผิดพลาด

2.1 แก้ไขความผิดพลาดของตัวตรวจจับลำดับศูนย์

ใช้ตัวตรวจจับลำดับศูนย์คุณภาพสูง ปฏิเสธตัวตรวจจับที่มีความผิดพลาดมากกว่า 5% ระหว่างการทดสอบ ตั้งค่าระบบป้องกันตามค่าหลัก ตรวจสอบค่าตั้งโดยการทดสอบด้วยการส่งกระแสหลัก

2.2 แก้ไขการต่อพื้นสายเคเบิล

• • นำสายดินป้องกันไปผ่านตัวตรวจจับกระแสศูนย์ลำดับและฉนวนจากถาดสายเคเบิล; หลีกเลี่ยงการสัมผัสก่อนถึงตัวตรวจจับกระแส

  • ทิ้งปลายสายนำที่เปิดเผยไว้สำหรับทดสอบ; ฉนวนส่วนที่เหลือ

  • หากจุดต่อพื้นของสายป้องกันอยู่ใต้ตัวตรวจจับกระแส ไม่ควรพาดผ่านตัวตรวจจับกระแส หลีกเลี่ยงการวางจุดต่อพื้นภายในช่องตัวตรวจจับกระแส

  • ฝึกอบรมบุคลากรด้านการป้องกันและการติดตั้งสายเคเบิลในการติดตั้งที่ถูกต้อง

  • บังคับให้มีการตรวจสอบร่วมโดยทีมวงจรป้อนกลับ การดำเนินงาน และทีมสายเคเบิล

  2.3 ป้องกันการปฏิเสธการป้องกัน

  ใช้เครื่องตรวจจับที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเชื่อถือได้; แทนที่อุปกรณ์ที่เก่าหรือชำรุด; เพิ่มการบำรุงรักษา; ติดตั้งระบบทำความเย็น/ระบายอากาศเพื่อป้องกันการร้อนเกิน

  2.4 ป้องกันการปฏิเสธการป้อนกลับ

  ใช้อุปกรณ์ป้อนกลับที่เชื่อถือได้และทันสมัย (เช่น ชนิดที่ชาร์จด้วยสปริงหรือมอเตอร์); เปลี่ยนแปลงตู้ GG-1A ที่เก่า; ดูแลรักษาวงจรควบคุม; ใช้ขดลวดทริปที่มีคุณภาพสูง

  2.5 ลดความเสี่ยงจากข้อผิดพลาดที่มีอิมพีแดนซ์สูง

  ตรวจสอบและแก้ไขฟีดเดอร์อย่างรวดเร็วเมื่อมีสัญญาณเตือนพื้น; ลดความยาวฟีดเดอร์; บาลานซ์โหลดเฟสเพื่อลดกระแสคาปาซิตีปกติ

  3. สรุป

  แม้ว่าหม้อแปลงต่อพื้นจะช่วยปรับปรุงโครงสร้างและเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า แต่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ แสดงถึงความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่ บทความนี้วิเคราะห์สาเหตุสำคัญและเสนอแนวทางปฏิบัติที่เป็นประโยชน์เพื่อแนะนำภูมิภาคที่ได้ติดตั้งหรือวางแผนที่จะติดตั้งหม้อแปลงต่อพื้น

  หม้อแปลงต่อพื้นแบบ Zigzag (Z-Type)

  ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า 35 kV และ 66 kV วงจรหม้อแปลงมักจะต่อแบบ Y พร้อมจุดกลางที่สามารถใช้งานได้ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงต่อพื้น แต่ในระบบ 6 kV และ 10 kV หม้อแปลงที่ต่อแบบ Delta ไม่มีจุดกลาง จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงต่อพื้นเพื่อให้จุดกลาง—โดยหลักเพื่อต่อวงจรขดลวดกำจัดอาร์ก

  หม้อแปลงต่อพื้นใช้การต่อแบบ Zigzag (Z-type): แต่ละเฟสของวงจรหม้อแปลงถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนบนแขนของแกนเหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็กลำดับศูนย์จากสองวงจรจะยกเลิกกัน ทำให้มีอิมพีแดนซ์ลำดับศูนย์ต่ำมาก (โดยทั่วไป <10 Ω) ความสูญเสียเปล่าต่ำ และใช้กำลังตามกำหนดได้มากกว่า 90% ในทางตรงกันข้าม หม้อแปลงแบบธรรมดาจะมีอิมพีแดนซ์ลำดับศูนย์สูง จำกัดกำลังขดลวดกำจัดอาร์กไม่เกิน 20% ของกำลังหม้อแปลง ดังนั้น หม้อแปลง Z-type เป็นทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการต่อพื้น

  เมื่อแรงดันไม่สมดุลของระบบสูง วงจร Z-type ที่สมดุลจะเพียงพอสำหรับการวัด ในระบบที่มีความไม่สมดุลต่ำ (เช่น ระบบสายเคเบิลทั้งหมด) จุดกลางถูกออกแบบมาเพื่อสร้างแรงดันไม่สมดุล 30–70 V สำหรับความต้องการในการวัด

  หม้อแปลงต่อพื้นยังสามารถจ่ายโหลดรองได้ ทำหน้าที่เป็นหม้อแปลงสถานี ในกรณีนี้ กำลังหลักเท่ากับผลรวมของกำลังขดลวดกำจัดอาร์กและกำลังโหลดรอง

  ฟังก์ชันหลักของหม้อแปลงต่อพื้นคือการส่งกระแสชดเชยความผิดพลาดต่อพื้น

  รูปที่ 1 และรูปที่ 2 แสดงการต่อหม้อแปลงต่อพื้นแบบ Z-type ที่พบบ่อย: ZNyn11 และ ZNyn1 หลักการของอิมพีแดนซ์ลำดับศูนย์ต่ำคือ: แต่ละแขนของแกนเหล็กมีสองวงจรที่เหมือนกันและต่อเข้ากับแรงดันเฟสต่างๆ ภายใต้แรงดันลำดับบวกหรือลบ แรงดันแม่เหล็ก (MMF) บนแต่ละแขนคือผลรวมเวกเตอร์ของ MMF สองเฟส แรงดันแม่เหล็กสามแขนจะสมดุลและห่างกัน 120° สร้างทางเดินแม่เหล็กที่ปิด มีความต้านทานต่ำ ฟลักซ์สูง แรงดันเหนี่ยวนำสูง และอิมพีแดนซ์เหนี่ยวนำสูง

  ภายใต้แรงดันลำดับศูนย์ วงจรสองวงจรบนแต่ละแขนจะสร้าง MMF ที่เท่ากันแต่ตรงข้ามกัน ทำให้ MMF รวมเป็นศูนย์บนแต่ละแขน ไม่มีฟลักซ์ลำดับศูนย์ไหลผ่านแกนเหล็ก แต่จะไหลผ่านถังและสื่อรอบข้าง ซึ่งมีความต้านทานสูง ดังนั้น ฟลักซ์ลำดับศูนย์และอิมพีแดนซ์ลำดับศูนย์จึงต่ำมาก