حفاظت برقی: ترانسفورماتورهای زمینی و شارژ کردن اتوبوس

۱. سیستم زمین‌گیری با مقاومت بالا
زمین‌گیری با مقاومت بالا می‌تواند جریان خطا در زمین را محدود کند و به طور مناسب ولتاژ اضافی زمین را کاهش دهد. با این حال، نیازی به اتصال مستقیم یک مقاومت بزرگ با مقادیر بالا بین نقطه میانی ژنراتور و زمین وجود ندارد. به جای آن، می‌توان از یک مقاومت کوچک همراه با یک ترانسفورماتور زمین‌گیری استفاده کرد. پیچه اصلی ترانسفورماتور زمین‌گیری بین نقطه میانی و زمین متصل می‌شود، در حالی که پیچه ثانویه به یک مقاومت کوچک متصل می‌شود. بر اساس فرمول، امپدانس مشاهده شده در سمت اصلی برابر با مقاومت سمت ثانویه ضرب در مجذور نسبت دور ترانسفورماتور است. بنابراین، با استفاده از یک ترانسفورماتور زمین‌گیری، یک مقاومت فیزیکی کوچک می‌تواند به عنوان یک مقاومت بالا عمل کند.

۲. اصول حفاظت زمین‌گیری ژنراتور
در زمان زمین‌گیری ژنراتور، یک ولتاژ بین نقطه میانی و زمین وجود دارد. این ولتاژ بر روی پیچه اصلی ترانسفورماتور زمین‌گیری اعمال می‌شود و یک ولتاژ متناظر در سمت ثانویه القاء می‌شود. این ولتاژ ثانویه می‌تواند به عنوان معیاری برای حفاظت از خطاهای زمین ژنراتور عمل کند و به ترانسفورماتور اجازه می‌دهد تا ولتاژ صفر-سیکل را برای اهداف حفاظتی استخراج کند.

۳. عملکرد فرش کربنی زمین‌گیری محور ژنراتور (سمت توربین)
به دلیل عدم امکان توزیع کاملاً یکنواخت میدان مغناطیسی استاتور ژنراتور، یک اختلاف پتانسیل چند ولت یا بیشتر می‌تواند بین روتور ژنراتور ایجاد شود. چون امپدانس مدار تشکیل شده توسط روتور ژنراتور، لرزه‌گیرها و زمین بسیار کوچک است، جریان‌های محوری قابل توجه می‌توانند جریان یابند. برای جلوگیری از ایجاد این جریان‌ها، تولیدکنندگان لایه‌های عایقی زیر تمام لرزه‌گیرهای سمت برانگیزش ژنراتور نصب می‌کنند، به این ترتیب مسیر جریان محوری را قطع می‌کنند.

برای اطمینان از اینکه محور ژنراتور در پتانسیل یکسان با زمین باشد و از خوردگی الکتریکی ناشی از جریان‌های محوری جلوگیری شود.
برای اهداف حفاظت زمین‌گیری، جلوگیری از مشکلات نظارت بر عایق در زمان وقوع خطا در یک نقطه زمین‌گیری روی روتور.

۴. عملکرد فرش کربنی سر ژنراتور

جریان برانگیزش ژنراتور از طریق فرش‌های کربنی، سپس از طریق حلقه‌های لیز (معکوس‌کننده) وارد پیچه روتور می‌شود و یک میدان مغناطیسی چرخان در پیچه روتور ایجاد می‌کند.

۵. حفاظت شارژ شدن بار

در یک سیستم ۲۲۰ کیلوولت، پس از اتمام تعمیرات خط دوم، هنگام بازیابی ولتاژ خط دوم با تغذیه آن از خط اول از طریق قطعکننده اتصال خط، در طول فرآیند شارژ شدن یک نوسان کوتاه ولتاژ رخ می‌دهد. علاوه بر این، به دلیل جریان شارژ شدن بزرگ، رله‌های حفاظت فاصله ممکن است عمل غیرطبیعی انجام دهند. بنابراین، حفاظت شارژ شدن بار باید فعال شود تا از عمل غیرطبیعی جلوگیری شود و در صورت لزوم قطعکننده اتصال خط را به سرعت قطع کند.