Короткий огляд вибору заземлювальних трансформаторів на підстанціях підсилення

Заземлювальні трансформатори, які часто називають просто "заземлювальні трансформатори" або "заземлювальні блоки", працюють без навантаження під час нормальної роботи мережі і відчувають перегрузку під час коротких замикань. В залежності від заповнювального середовища, їх загальновживано поділяють на маслонаповнені та сухі типи; за кількістю фаз вони можуть бути трифазними або однофазними заземлювальними трансформаторами. 

Заземлювальний трансформатор штучно створює нейтральну точку для підключення заземлювального резистора. Коли у системі виникає заземлення, він представляє високий опір для додатних і від'ємних послідовностей струму, але низький опір для нульової послідовності струму, забезпечуючи надійну роботу захисту від заземлення. Правильний і раціональний вибір заземлювальних трансформаторів має велике значення для гасіння дуги під час коротких замикань, усунення електромагнітних резонансних перенапруг і забезпечення безпечної та стабільної роботи електричної мережі.

Вибір заземлювальних трансформаторів повинен бути комплексно оцінений на основі таких технічних критеріїв: тип, номінальна потужність, частота, напруга та струм, рівень ізоляції, коефіцієнт підвищення температури, та перегрузкова здатність. Також необхідно обережно врахувати екологічні умови, включаючи температуру оточуючого середовища, висоту, коливання температури, ступінь забруднення, сейсмічну інтенсивність, швидкість вітру та вологість.

Коли нейтральна точка системи може бути прямо доступна, віддають перевагу однофазному заземлювальному трансформатору; в іншому випадку, слід використовувати трифазний заземлювальний трансформатор.

Вибір потужності заземлювального трансформатора

Вибір потужності заземлювального трансформатора залежить в основному від його типу, характеристик обладнання, підключеного до нейтральної точки, та наявності вторинного навантаження. Зазвичай, достатній запас уже враховано при розрахунку потужності обладнання, підключеного до нейтральної точки (наприклад, катушки погашення дуг), тому додаткове зниження потужності або коефіцієнт безпеки не потрібні при виборі.

У фотovoltaic станціях, вторинна сторона заземлювального трансформатора зазвичай забезпечує допоміжне навантаження. Тому автор коротко пояснює, як визначити потужність заземлювального трансформатора, коли є вторинне навантаження.

При цих умовах потужність заземлювального трансформатора визначається в основному на основі потужності катушки погашення дуг, підключеної до нейтральної точки, та потужності вторинного навантаження. Розрахунок проводиться з використанням 2-годинного номінального тривалого еквіваленту потужності катушки погашення дуг. Для важливих навантажень потужність також може бути визначена на основі неперервного часу роботи. Катушка погашення дуг вважається реактивною потужністю (Qₓ), а вторинне навантаження розраховується, відокремлюючи активну потужність (Pf) та реактивну потужність (Qf). Формула розрахунку така:

При використанні захисту від заземлення на основі активної компоненти нульового струму в протилежному напрямку, до первинної або вторинної сторони катушки погашення дуг додається заземлювальний резистор з відповідним значенням, щоб підвищити чутливість та точність вибору захисту від заземлення. Хоча цей резистор споживає активну потужність під час роботи, його час використання невеликий, а прирост струму малий; тому, не потрібно додатково збільшувати потужність заземлювального трансформатора.