ترانسفورماترهای زمینگذاری که معمولاً به عنوان "ترانسفورماترهای زمینگذاری" یا "واحدهای زمینگذاری" شناخته میشوند، در حالت عادی عملیات شبکه بدون بار کار میکنند و در صورت رخ دادن خطاهای کوتاه مداری بار اضافه تجربه میکنند. بر اساس ماده پرکننده، آنها معمولاً به دو نوع نیمرسانهای و خشک تقسیمبندی میشوند؛ و بر اساس تعداد فاز، میتوانند ترانسفورماترهای زمینگذاری سهفازی یا تکفازی باشند.
ترانسفورماتر زمینگذاری نقطه میانی مصنوعی برای اتصال مقاومت زمینگذاری ایجاد میکند. هنگامی که خطا در سیستم رخ میدهد، این ترانسفورماتر مقاومت بالا را به جریانهای دنباله مثبت و منفی ارائه میدهد اما مقاومت کمی به جریان دنباله صفر ارائه میکند، بنابراین عملکرد قابل اعتماد محافظت از خطا در زمین را تضمین میکند. انتخاب صحیح و منطقی ترانسفورماترهای زمینگذاری از اهمیت بسیاری برای خاموش کردن قوس الکتریکی در مواقع کوتاه مداری، حذف فرکانسهای ارتعاشی الکترومغناطیسی و تضمین عملکرد ایمن و پایدار شبکه الکتریکی برخوردار است.
انتخاب ترانسفورماترهای زمینگذاری باید بر اساس معیارهای فنی زیر به طور جامع ارزیابی شود: نوع، ظرفیت اسمی، فرکانس، ولتاژ و جریان اسمی، سطح عایق، ضریب افزایش دما و توان تحمل بار اضافه. شرایط محیطی نیز باید به دقت در نظر گرفته شود، از جمله دمای محیط، ارتفاع، تغییرات دما، شدت آلودگی، شدت لرزهخیزی، سرعت باد و رطوبت.
وقتی نقطه میانی سیستم میتواند مستقیماً دسترسی پیدا کند، ترانسفورماتر زمینگذاری تکفازی ترجیح داده میشود؛ در غیر این صورت، باید از ترانسفورماتر زمینگذاری سهفازی استفاده شود.
انتخاب ظرفیت ترانسفورماتر زمینگذاری
انتخاب ظرفیت ترانسفورماتر زمینگذاری عمدتاً به نوع آن، ویژگیهای تجهیزات متصل به نقطه میانی و وجود بار ثانویه بستگی دارد. معمولاً در محاسبه ظرفیت تجهیزات متصل به نقطه میانی (مانند سیم پیچ خاموش کننده قوس) هامش کافی در نظر گرفته شده است، بنابراین نیازی به کاهش ظرفیت یا ضریب ایمنی اضافی در زمان انتخاب نیست.
در ایستگاههای انرژی خورشیدی، طرف ثانویه ترانسفورماتر زمینگذاری معمولاً بارهای کمکی را تأمین میکند. بنابراین، نویسنده به طور مختصر توضیح میدهد که چگونه ظرفیت ترانسفورماتر زمینگذاری را وقتی بار ثانویه وجود دارد تعیین کنیم.
در این شرایط، ظرفیت ترانسفورماتر زمینگذاری عمدتاً بر اساس ظرفیت سیم پیچ خاموش کننده قوس متصل به نقطه میانی و ظرفیت بار ثانویه تعیین میشود. محاسبه با استفاده از مدت زمان اسمی ۲ ساعته معادل ظرفیت سیم پیچ خاموش کننده قوس انجام میشود. برای بارهای حیاتی، ظرفیت ممکن است بر اساس مدت زمان عملکرد مداوم تعیین شود. سیم پیچ خاموش کننده قوس به عنوان توان واکنشی (Qₓ) در نظر گرفته میشود، در حالی که بار ثانویه با جدا کردن توان فعال (Pf) و توان واکنشی (Qf) محاسبه میشود. فرمول محاسبه به شرح زیر است:
هنگام استفاده از محافظت از خطا بر اساس مولفه فعال معکوس جریان دنباله صفر، مقاومت زمینگذاری با ارزش مناسب به طرف اول یا ثانویه سیم پیچ خاموش کننده قوس اضافه میشود تا حساسیت و دقت انتخاب محافظت از خطا افزایش یابد. اگرچه این مقاومت توان فعال را در حین کار مصرف میکند، اما مدت استفاده آن کوتاه و افزایش جریان ناشی از آن کم است؛ بنابراین نیازی به افزایش ظرفیت ترانسفورماتر زمینگذاری نیست.
