ブースタ駅における接地変圧器の選択に関する簡単な議論

接地変圧器は一般的に「接地変圧器」または単に「接地ユニット」と呼ばれます。通常の電力網運転時には無負荷状態で動作し、ショートサーキット障害時には過負荷状態になります。充填媒体に基づいて、一般的に油浸型と乾式タイプに分類されます。また、相数に基づいて三相または単相接地変圧器に分けられます。

接地変圧器は人工的に中性点を作り出し、接地抵抗を接続します。システム内で接地障害が発生した場合、正序および負序電流に対して高いインピーダンスを示し、零序電流に対して低いインピーダンスを示すことにより、接地障害保護の信頼性のある動作を確保します。適切かつ合理的な接地変圧器の選択は、ショートサーキット時のアーク消滅、電磁共鳴過電圧の排除、および電力網の安全かつ安定した運転にとって重要な意義があります。

接地変圧器の選択は以下の技術基準に基づいて総合的に評価する必要があります：タイプ、定格容量、周波数、電圧および電流の定格値、絶縁レベル、温度上昇係数、および過負荷能力。環境条件も慎重に考慮する必要があります。これらには周囲温度、標高、温度変動、汚染度、地震強度、風速、湿度などが含まれます。

システムの中性点に直接アクセスできる場合は、単相接地変圧器が好ましいです。それ以外の場合、三相接地変圧器を使用すべきです。

接地変圧器の容量選択

接地変圧器の容量選択は主にそのタイプ、中性点に接続された装置の特性、および二次側負荷の有無によって決まります。一般に、中性点接続装置（例えば消弧コイル）の容量計算には十分な余裕が組み込まれているため、選択時に追加のダーレーティングや安全係数は必要ありません。

太陽光発電所では、接地変圧器の二次側は補助負荷に供給することが多いです。そのため、著者は二次負荷がある場合の接地変圧器の容量決定について簡単に説明します。

この条件下では、接地変圧器の容量は主に中性点に接続された消弧コイルの容量と二次負荷の容量に基づいて決定されます。計算は消弧コイルの容量に相当する2時間定格持続時間で行われます。重要な負荷については、連続運転時間に基づいて容量を決定することもあります。消弧コイルは無効電力（Qₓ）として扱い、二次負荷は有効電力（Pf）と無効電力（Qf）に分けて計算します。計算式は以下の通りです：

ゼロ序電流の逆方向有効成分に基づく接地保護を使用する場合、消弧コイルの一次側または二次側に適切な値の接地抵抗を追加することで、接地保護の感度と選択性の正確さを向上させることができます。この抵抗は動作中に有効電力を消費しますが、使用時間は短く、結果的な電流増加も小さいため、接地変圧器の容量増加は必要ありません。