Krótka dyskusja na temat wyboru transformatorów ziemnych w stacjach wzmacniających
Transformator ziemny, często nazywany "transformatorem ziemnym", działa w warunkach bezobciążenia podczas normalnej pracy sieci i przeciążenia podczas przewodów krótkich. W zależności od rodzaju wypełnienia, można go podzielić na mokry i suchy; według liczby faz, na trójfazowy i jednofazowy. Transformator ziemny sztucznie tworzy punkt neutralny do połączenia rezystorów ziemnych. Gdy w systemie wystąpi awaria ziemna, prezentuje wysokie impedancje dla prądów sekwencyjnych dodatnich i ujemnych, a niskie dla prądu sekwencji zerowej, co zapewnia niezawodne działanie ochrony ziemnej. Prawidłowy i rozsądny wybór transformatorów ziemnych ma duże znaczenie dla gaszenia łuków przy przewodach krótkich, eliminacji nadnapięć rezonansowych elektromagnetycznych i zapewnienia bezpiecznej i stabilnej pracy sieci.
Wybór transformatorów ziemnych powinien obejmować kompleksowe rozważenie następujących warunków technicznych: typ, pojemność, częstotliwość, prąd i napięcie, poziom izolacji, współczynnik wzrostu temperatury oraz zdolność do przeciążeń. W przypadku warunków środowiskowych należy zwrócić szczególną uwagę na temperaturę otoczenia, wysokość, różnicę temperatur, poziom zanieczyszczenia, nasilenie trzęsień ziemi, prędkość wiatru, wilgotność itp.
Gdy punkt neutralny systemu może być wydzielony, preferowany jest jednofazowy transformator ziemny; gdy nie może być wydzielony, powinien być używany trójfazowy transformator ziemny.
Wybór pojemności transformatora ziemnego
Wybór pojemności transformatora ziemnego uwzględnia primarily typ transformatora ziemnego, charakterystykę sprzętu podłączonego do punktu neutralnego oraz obciążenie na stronie wtórnej. Ogólnie, w obliczeniach pojemności sprzętu podłączonego do punktu neutralnego uwzględniono już wystarczającą rezerwę, dlatego nie wymaga się dodatkowego czynnika deratacji podczas wyboru.
W elektrowniach fotowoltaicznych, strona wtórna transformatora ziemnego zwykle nosi obciążenie. Dlatego autor krótko wyjaśnia, jak określić pojemność transformatora ziemnego, gdy strona wtórna jest obciążona.
W takich warunkach, pojemność transformatora ziemnego jest głównie określana na podstawie pojemności cewki kompensacyjnej podłączonej do transformatora i pojemności obciążenia wtórnego, obliczanej według 2-godzinnej trwałości nominalnej równoważnej pojemności cewki kompensacyjnej. Gdy obciążenie jest krytyczne, pojemność może być również określona na podstawie ciągłego czasu działania. Cewka kompensacyjna jest traktowana jako moc bierna (Qx), podczas gdy obciążenie jest obliczane oddzielnie jako moc czynna (Pf) i moc bierna (Qf). Wzór obliczeniowy wygląda następująco:
Kiedy stosuje się ochronę ziemną opartą na aktywnej składowej odwrotnego prądu sekwencji zerowej, do strony pierwotnej lub wtórnej cewki kompensacyjnej dodaje się rezystor ziemny o określonym oporze, aby zwiększyć czułość i dokładność ochrony ziemnej. Choć ten rezystor zużywa moc czynną podczas działania, jego czas użytkowania jest krótki, a spowodowane przez to zwiększenie prądu jest małe; dlatego nie wymaga to dodatkowego zwiększenia pojemności transformatora ziemnego.
