X' Nghidiffranza bejn trasformatur ta' grounding u trasformatur konvenzjonali?

X'inhu Transformatur ta’ Grounding?

Transformatur ta’ grounding, imqassar bħala "grounding transformer", jista' jitqasma f’tipi imwettaqa u dry-skriba skont il-kariga; u f’transformatur trifasi u monofasi skont in-numru ta’ fasi.

Differenza bejn Transformatur ta’ Grounding u Transformatur Konvenzjonali

Il-għan tat-transformatur ta’ grounding huwa li joħloq punt artifiċjali tan-neutru biex ikkonnettja il-coil ta’ supressjoni tal-arkata jew resistur meta s-sistema hija kkunnessjonalment konfigurata bħala delta (Δ) jew wye (Y) mingħajr punt neutru aċċessibbli. Dawn it-transformaturi jużaw konnessjonijiet ta’ winding zigzag (jew “Z-type”). Id-differenza ewlenija minn transformaturi konvenzjonali hija li kull winding ta’ fasa hija mqassma f’gruppi tnejn imġibba f’direzzjonijiet opposti fuq l-istess limb tal-kore magnetiku. Din id-dispożizzjoni tippermetti li l-fluss ta’ zero-sequence jimxi permezz tal-limbs tal-kore, filwaqt li fit-transformaturi konvenzjonali, il-fluss ta’ zero-sequence jimxi tul mogħdijiet ta’ leakage. 

Allura, l-impedanza ta’ zero-sequence tat-transformatur Z-type hija baxxa ħafna (madwar 10 Ω), filwaqt li dik tat-transformatur konvenzjonali hija ħafna iktar għolja. Skont ir-regoli tekniku, meta jintuża transformatur konvenzjonali biex ikkunnetta coil ta’ supressjoni tal-arkata, il-kapaċità tal-coil ma tridx teċċedi l-20% tal-kapaċità nominali tat-transformatur. Fil-kontrarju, transformatur Z-type jista’ jwassal coil ta’ supressjoni tal-arkata b’saħħitha ta’ 90%-100%. Barra hekk, it-transformaturi ta’ grounding jistgħu jipprovdu karigi sekondarji u jaħdmu bħala transformaturi ta’ stazzjon, sabiħ naqsu l-ispiża tal-investiment.

Prinċipju tal-Kariga tat-Transformaturi ta’ Grounding

It-transformatur ta’ grounding joħloq artifiċjalment punt neutru b’reżistur ta’ grounding, li b’mod normali għandu reżistenza baxxa ħafna (b’mod ġenerali meħtieġ li tkun inqas minn 5 ohms). Barra minn hekk, minħabba l-karatteristiċi elettromagnetiku tiegħu, it-transformatur ta’ grounding jippreżenta impedanza għolja għall-korrijentijiet ta’ positive- u negative-sequence, li tippermetti li biss korrent ta’ ekżitazzjoni żgħira timxi fit-windings. Fuq kull limb tal-kore, is-sezzjonijiet tat-twisting huma mġibba f’direzzjonijiet opposti. Meta korrijenti ta’ zero-sequence ugwali jimxu permezz dawn it-twisting fuq l-istess limb, huma jippreżentaw impedanza baxxa, li tirriżulta f’droppa żgħira tal-voltat. 

Matul fturi ta’ grounding, il-winding jwasslu korrijenti ta’ positive-, negative-, u zero-sequence. Il-winding jippreżenta impedanza għolja għall-korrijenti ta’ positive- u negative-sequence, imma impedanza baxxa għall-korrent ta’ zero-sequence minħabba li, fis-soltu fasa, it-twisting tnejn huma konnessi f’serje b’polarità opposta – l-e.m.f. indotti huma ugwali fid-daqs imma f’direzzjonijiet opposti, allura jinċellaw waħed ieħor.

Ħafna transformaturi ta’ grounding jintużaw biss biex ipprovdulu punt neutru b’reżistenza baxxa u ma jipprovdux ebda kariga sekondarja; allura, ħafna huma ddizajnati mingħajr winding sekondarju. Matul operazzjoni normali tal-grid, it-transformatur ta’ grounding jaħdem essenzjalment fl-istat ta’ no-load. Madankollu, matul ftur, jwassal korrent ftur biss għal perjodu qasir. F’sistema b’reżistenza baxxa mgħottja, meta jseħħ ftur ta’ fasa waħda mal-art, il-protezzjoni sensittiva ħafna ta’ zero-sequence tidentifika u tisolva temporanjament il-feeder fallat. 

It-transformatur ta’ grounding ikun attiv biss matul l-intervall qasir bejn il-verifikazzjoni tal-ftur u l-operazzjoni tal-protezzjoni ta’ zero-sequence tal-feeder. Matul din il-perjodu, il-korrent ta’ zero-sequence jimxi permezz tar-reżistur tan-neutru mgħottja u tat-transformatur ta’ grounding, skont il-formula: IR = U / R₁, fejn U huwa l-voltat tal-fasa tas-sistema u R₁ huwa r-reżistenza tan-neutru mgħottja.

Konsegwenzi meta l-Arkata ta’ Grounding Ma Tistax Titfi B’mud Affidabbli

• L-estinzjoni u r-reattivazzjoni intermittenti tal-arkata ta’ grounding ta’ fasa waħda twassal għal voltatijiet eċċessivi tal-arkata/art ta’ sa 4U (fejn U huwa l-voltat tal-qiegħ tal-fasa) jew anke aktar, li jsiru għal perjodi estiżi. Dan jagħmel minaċċi serji għall-insulazzjoni tal-komponenti elettriċi, potenzjalment jagħmlu breakdown f’punti febli tal-insulazzjoni u jagħmlu perditi sinifikanti.

• L-arkata kontinwa tjonizza l-ajru madwarha, tinqas il-proprjetajiet insulanti tagħha u tikkisa l-probabbiltà ta’ short-circuit bejn fasi.

• Jistgħu jseħħu voltatijiet eċċessivi ferroresonanti, li jiddeżġġnu faċilment it-transformaturi tal-voltat u d-defenders kontra l-fulguri – potenzjalment anke jagħmlu esplożjonijiet fid-defenders. Dawn il-konsegwenzi jagħmlu periklu sever għall-integrità tal-insulazzjoni tal-komponenti tal-grid u jagħmlu riskju għall-operazzjoni sigura s-sistema kollha tal-ġenerazzjoni tal-enerġija.

X’inhi l-Korrijenti ta’ Positive-, Negative-, u Zero-Sequence?

• Korrent ta’ negative-sequence: Il-Fasa A titlob il-Fasa B b’120°, il-Fasa B titlob il-Fasa C b’120°, u l-Fasa C titlob il-Fasa A b’120°.

• Korrent ta’ positive-sequence: Il-Fasa A tilbi l-Fasa B b’120°, il-Fasa B tilbi l-Fasa C b’120°, u l-Fasa C tilbi l-Fasa A b’120°.

• Korrent ta’ zero-sequence: It-tliet fasi kollha (A, B, C) huma fis-stess faza – ebda fasa ma tilbi jew titlob l-oħra.

Matul fturi ta’ short-circuit trifasi u operazzjoni normali, is-sistema fiha biss komponenti ta’ positive-sequence.
Matul fturi ta’ grounding ta’ fasa waħda, is-sistema fiha komponenti ta’ positive-, negative-, u zero-sequence.
Matul fturi ta’ short-circuit ta’ żewġ fasi, is-sistema fiha komponenti ta’ positive- u negative-sequence.
Matul fturi ta’ short-circuit ta’ żewġ fasi mal-art, is-sistema fiha komponenti ta’ positive-, negative-, u zero-sequence.

Karatteristiċi tal-Kariga tat-Transformaturi ta’ Grounding

Il-transformatur tal-ġrind għandu joperagħ taħt kondiżjoni mhux tixtri waqt l-operazzjoni normali tal-grid u jipprova overload qasir fis-silġ waqt il-falliment. Fl-aqqs, il-funzjoni tal-transformatur tal-ġrind hija li tħolqu punt neutrali artifiċjal għal ikkonezzjoni ma’ reżistor tal-ġrind. Waqt falliment tal-ġrind, huwa juri impidanti għoli għal kurrenti ta’ sequenza pożittiva u negattiva imma impidanti bass tagħhom għal kurrenti ta’ sequenza żero, f’dan mod jisigura l-operazzjoni affidabbli tal-protezzjoni tal-falliment tal-ġrind.

Ġrind Neutral tal-Arc Suppression Coil Systems

Meta jikkarra falliment tal-ġrind tas-silġ waqt transjent minħabba isolament tal-equipament ħażin, dani estern, erġa tal-operator, overvoltage intern, jew ħalija oħra, il-kurrent tal-falliment tal-ġrind jiġi milli l-arc suppression coil bħala kurrent induttiv, li hu direzzjonali kontrarju mal-kurrent kapassitiv. Dan jista’ iżżid il-kurrent fl-punt tal-falliment għal valur ħafif ħafif jew safi, f’dan mod jispeng il-arc u jelimina l-periklu assosjat. Il-falliment jiġi solvit awtomatikament mingħajr li jiffaċċen protezzjoni ta’ relji jew trippjar tal-circuit breaker, bl-aħħar jgħmel l-affidabbiltà tal-forzi tal-elettriku tinqasam significatament.

Tliet Modijiet ta’ Operazzjoni ta’ Kompensazzjoni

Hemm tliet modijiet differenti ta’ operazzjoni ta’ kompensazzjoni: under-compensation, full compensation, u over-compensation.

• Under-compensation: Il-kurrent induttiv wara l-kompensazzjoni hu infeqlu milli l-kurrent kapassitiv.

• Over-compensation: Il-kurrent induttiv wara l-kompensazzjoni hu akbar milli l-kurrent kapassitiv.

• Full compensation: Il-kurrent induttiv wara l-kompensazzjoni hu l-istess sakemm il-kurrent kapassitiv.

Mod ta’ Kompensazzjoni Użu fil-Ġrind Neutral tal-Arc Suppression Coil Systems

Fis-sistemi mal-ġrind neutral permezz tal-arc suppression coil, il-full compensation għandu jevitaw. Indipendentement mid-daqs tal-unbalance voltage tas-sistema, il-full compensation tista’ tkelb serje resonance, is-sogġett tal-arc suppression coil għal voltiġini perikolużament alti. Għalhekk, f’prattika, jiġi adottat over-compensation jew under-compensation, meta l-over-compensation hu l-mod l-iktar magħmula.

Raġunijiet Prijoritarji għal l-Adozzjoni tal-Over-Compensation

Fis-sistemi tal-under-compensation, overvoltages alti jistgħu jkunu miftuħa ħafna waqt it-tfajla. Pereżempju, jekk parti mis-silġ tiġi diskoŋnessa minħabba tfajla jew raġuni oħra, sistema tal-under-compensation tista’ tiġi sospesa għal full compensation, kelbu serje resonance u jgħadilu voltiġini nejtali displazment alti u overvoltages. Displazment nejtali kbir fis-sistemi tal-under-compensation ukoll jagħmlu periklu għall-integrità tal-isolament – difett li ma jistax jiġi evitat sabiex tal-aħħar jiġi adottat under-compensation.

Waqt l-operazzjoni normali tal-sistema tal-under-compensation b’imbalance trilja signifikanti, jistgħu jkunu overvoltages ferroresonant alti. Din il-fenomenu jwassal mill-ferromagnetic resonance bejn l-arc suppression coil tal-under-compensation (fejn ωL > 1/(3ωC₀)) u l-line capacitance (3C₀). Dan tip ta’ resonance ma jistax jissilgħa meta jiġi adottat over-compensation.

Is-sistemi tal-forzi elektrika jkunu semper jilġu, u l-capacitance tal-grid għal l-ġrind jidher wkoll. Meta jiġi adottat over-compensation, l-arc suppression coil orixinali installat tista’ timmejja f’servizz għal ftit waqt – anki jekk infine tibdil għal under-compensation. Imma, jekk is-sistema tbda’ b’under-compensation, kull espansjoni immediatament tereq kapacita addizzjonali ta’ kompensazzjoni.

Meta jiġi adottat over-compensation, il-kurrent li jiġi milli l-punt tal-tfajla hu induttiv. Wara speng il-arc, ir-rate ta’ ripristin tal-volt tal-fase tfajlat hija aqs, li jgħadilu x’jrid li jkun ixi diffiċli li jirrigenera l-arc.

Meta jiġi adottat over-compensation, diminuzzjoni fil-frequenza tas-sistema tikkelb temporanament id-dinja tal-over-compensation, li ma jkunx problema waqt l-operazzjoni normali. Imma, under-compensation meħtieġa bi diminuzzjoni fil-frequenza tista’ tibdil is-sistema karibu għal full compensation, li jgħadilu voltiġini nejtali displazment inkrementati.

Kkonkluzzjoni

Il-transformatur tal-ġrind jopera wkoll bħala station service transformer, bil-35 kV volt jidher bil-380 V low voltage għal ikkonezzjoni ta’ forza għal charging tal-batteriji, SVG fan power, illum maintenance, u auxiliary loads ġenerali tas-stazzjoni.

Fis-sistemi moderni tal-forzi elektrika, il-kabli huma jilġu rimpiazza l-overhead lines. Minħabba li l-kurrent ta’ capacitive ground-fault tas-silġ tal-kabli hu akbar ħafna milli tas-silġ tal-overhead, neutral grounding permezz tal-arc suppression coils sovent jifflaħ li jispeng il-arc tal-falliment u jipprevedi l-overvoltages resonant perikolużi. Għalhekk, il-nostru substation adotta skema ta’ neutral grounding ta’ low-resistance. Dan l-approċċ hu simili għal sistemi ta’ neutral solidly grounded u rereqis l-installazzjoni ta’ protezzjoni ta’ single-phase ground-fault li topera biex trippja l-circuit breakers. Waqt li jikkarra single-phase ground fault, il-feeder defektiv jikkonniċjaw rapidament.