Ochrona elektryczna: transformatory ziemne i ładowanie szyn

1. System o wysokim oporze ziemnym
System o wysokim oporze ziemnym może ograniczyć prąd uszkodzenia ziemnego i odpowiednio obniżyć nadmierną napięcie ziemne. Nie ma jednak potrzeby podłączenia dużego rezystora o wysokiej wartości bezpośrednio między punkt neutralny generatora a ziemią. Zamiast tego można użyć małego rezystora w połączeniu z transformatorem ziemnym. Pierwsza cewka transformatora ziemnego jest podłączona między punkt neutralny a ziemią, podczas gdy druga cewka jest podłączona do małego rezystora. Zgodnie ze wzorem, impedancja widziana na stronie pierwszej równa się oporowi na stronie drugiej pomnożonemu przez kwadrat stosunku skrętów transformatora. Dlatego, dzięki transformatorowi ziemnemu, mały fizyczny rezystor może efektywnie działać jako wysoki opór.

2. Zasada ochrony ziemnej generatora
Podczas ziemienia generatora występuje napięcie między punktem neutralnym a ziemią. To napięcie jest zastosowane na pierwszej cewce transformatora ziemnego, indukując odpowiadające mu napięcie na stronie drugiej. To napięcie sekundarne może służyć jako kryterium ochrony przed uszkodzeniem ziemnym generatora, umożliwiając transformatorowi ziemnemu wydobywanie napięcia zerowego w celach ochronnych.

3. Funkcja szczotki węglowej ziemienia wału generatora (strona turbiny)
Ze względu na niemożliwość doskonałego jednorodnego rozłożenia pola magnetycznego stojana generatora, może powstać potencjał kilku woltów lub więcej na wałku generatora. Ponieważ impedancja obwodu utworzonego przez wałek generatora, łożyska i ziemię jest bardzo mała, mogą przepływać znaczne prądy wałowe. Aby zapobiec powstaniu tych prądów, producenci montują podszerstwy izolacyjne pod wszystkie łożyska na stronie wzbudnika generatora, co przerzuca ścieżkę prądu wałowego.

Aby zapewnić, że wał generatora jest w równej potencji z ziemią, zapobiegając korozji elektrycznej spowodowanej prądami wałowymi.
W celach ochrony ziemnej, unikając trudności w monitorowaniu izolacji, gdy wystąpi pojedyncze uszkodzenie ziemne na wałku.

4. Funkcja szczotki węglowej na końcówce generatora

Prąd wzbudzenia generatora przepływa przez szczotki węglowe, a następnie przez pierścienie ślizgowe (komutator) do wirowej cewki, tworząc pole magnetyczne wirujące w wirowej cewce.

5. Ochrona ładowania szyn

W systemie 220kV, po zakończeniu konserwacji Szyny II, przy przywróceniu napięcia do Szyny II poprzez jej zasilanie z Szyny I za pomocą przełącznika łączącego szyny, występuje krótkotrwałe wahnięcie napięcia podczas procesu ładowania. Dodatkowo, z powodu dużego prądu ładowania, relacje ochrony odległościowej mogą działać niepoprawnie. Dlatego należy aktywować ochronę ładowania szyn, aby zapobiec niepoprawnemu działaniu i szybko wyłączyć przełącznik łączący szyny, jeśli to będzie konieczne.