Kuru tip topraklama transformatörleri yaygın olarak Zig-Zag bağlantı ile tasarlanır, çünkü bu sargı yapısı normal çalışma sırasında pozitif ve negatif dizi akımlarına yüksek uyarılma empedansı sunarken, tek fazlı toprak arızaları sırasında sıfır dizisi akımlarına düşük empedans sağlar.
Bu, orta gerilim dağıtım ağlarında bir yapay nötr noktası oluşturmayı ve sıfır dizisi akımı için güvenilir bir yol sunmayı mümkün kılar.
Sıradan yıldız veya üçgen bağlı transformatörlerle karşılaştırıldığında, Zig-Zag topraklama transformatörleri OG ağlarında, rüzgar ve güneş enerjisi santrallerinde, endüstriyel dağıtım sistemlerinde ve veri merkezlerinde topraklama uygulamaları için daha uygundur.
1. Topraklama Transformatörü Ne İşe Yarar?
Birçok orta gerilim ağında, ana transformatörün sekonder tarafı üçgen bağlıdır veya nötr noktasına doğrudan erişilemez. Bu gibi durumlarda, bir ark söndürme bobini, nötr noktası topraklama direnci veya sıfır dizisi koruma ekipmanı bağlamak için doğal bir nötr noktası yoktur.
Bir topraklama transformatörü şu amaçlarla kullanılır:
- Bir yapay nötr noktası N oluşturmak;
- Bir ark söndürme bobini, nötr noktası topraklama direnci veya reaktör bağlamak;
- Toprak arızaları sırasında sıfır dizisi akımı için bir dönüş yolu sağlamak;
- Ark kaynaklı aşırı gerilimleri sınırlamak ve sıfır dizisi koruma hassasiyetini artırmak;
- İsteğe bağlı olarak bir sekonder sargı aracılığıyla yardımcı güç sağlamak.
Kuru tip topraklama transformatörleri genellikle döküm reçine veya emprenye yalıtım kullanır. Yağsızdır, yangına dayanıklıdır ve kapalı trafo merkezleri, anahtarlama odaları ve yenilenebilir enerji santralleri için uygundur.
2. Zig-Zag Sargının Yapısı
Zig-Zag sargı, aynı zamanda Zig-Zag veya zikzak sargı olarak da adlandırılır ve her faz sargısının iki eşit parçaya bölünmesiyle oluşturulur. Bu iki parça farklı nüve bacaklarına sarılır ve zıt polaritede bağlanır.
Temel özellikler:
- Her faz, eşit sarıma sahip iki sargı bölümüne sahiptir;
- İki bölüm farklı nüve bacaklarına yerleştirilir;
- Sargılar zıt polarite ile çapraz bağlanır;
- Üç fazlı sargıların uçları nötr noktası N'yi oluşturacak şekilde birleştirilir;
- Hat uçları A, B ve C fazlarına bağlanır.
Bu şekilde, her fazın gerilimi tek bir nüve bacağındaki tek bir sargı tarafından değil, farklı bacaklarda bulunan iki sargı tarafından desteklenir. Bu, tipik "zig-zag" fazör ilişkisini yaratır.
3. Çalışma Prensibi
Normal çalışma
Dengeli üç fazlı gerilim altında, topraklama transformatöründen yalnızca pozitif ve negatif dizi akımları akar. Çapraz bağlı sargı yapısı nedeniyle, transformatör yüksek uyarılma empedansı gösterir.
Bu nedenle, normal çalışma sırasında:
- Yalnızca uyarılma akımı ve küçük kayıplar akar;
- Transformatör neredeyse yüksüz çalışır;
- Normal üç fazlı çalışma üzerindeki etki minimumdur;
- Ek şebeke kayıpları çok düşüktür.
Tek fazlı toprak arızası
Tek fazlı bir toprak arızası oluştuğunda, sıfır dizisi gerilimi ve sıfır dizisi akımı ortaya çıkar. Sıfır dizisi akımı toprak üzerinden geri döner ve topraklama transformatörünün nötr noktasına akar.
Bir Zig-Zag sargısında, üç fazdaki sıfır dizisi akımları aynı fazdadır. Çapraz bağlantı nedeniyle, aynı nüve bacağındaki sıfır dizisi amper-sarımları birbirini götürür. Sonuç olarak, sıfır dizisi uyarılma akısı çok küçüktür ve sıfır dizisi empedansı esas olarak kaçak reaktansı tarafından belirlenir.
Bu, topraklama transformatörüne nispeten düşük bir sıfır dizisi empedansı kazandırarak sıfır dizisi akımının nötr noktası ve topraklama cihazı üzerinden güvenilir bir şekilde akmasını sağlar.
Sıfır dizisi empedansının sıfır olmadığı unutulmamalıdır. Bir Zig-Zag topraklama transformatörü esas olarak aktif güç iletmek için değil, yapay bir nötr noktası sağlamak ve sıfır dizisi akımını taşımak için kullanılır.
4. Zig-Zag Bağlantı Neden Tercih Edilir?
Düşük sıfır dizisi empedansı
Zig-Zag topraklama transformatörleri toprak arızası akımı için kararlı bir yol sağlar. Nötr noktası topraklama dirençleri ile kullanıldığında, sıfır dizisi korumanın hızlı ve seçici bir şekilde çalışmasına yardımcı olurlar. Ark söndürme bobinleri ile kullanıldığında, kapasitif akım telafisini ve ark söndürmeyi desteklerler.
Düşük normal kayıplar
Transformatör normal koşullar altında neredeyse yüksüz çalıştığı için uyarılma akımı ve nüve kayıpları düşük kalır. Bu, şebekeye uzun süreli bağlantıyı teknik olarak mantıklı kılar.
Ark söndürme bobini kapasitesinin daha iyi kullanımı
Sıradan transformatörler, topraklama amaçlı kullanıldığında sıfır dizisi empedansı, ek kayıplar ve sıcaklık artışı ile sınırlı olabilir. Uygulanabilir standartlara uygun olarak tasarlanan ve sıcaklık artışı ile arıza süresi açısından doğrulanan bir Zig-Zag topraklama transformatörü, bağlı ark söndürme bobininin veya topraklama direncinin nominal değerine uygun bir yükü taşıyabilir.
İsteğe bağlı yardımcı sargı
Birçok kuru tip Zig-Zag topraklama transformatörü ZNyn veya ZNyn11 bağlantıları ile tasarlanmıştır. Yüksek gerilim tarafı nötr noktasını oluşturmak için Zig-Zag bağlantı kullanırken, düşük gerilim tarafı yardımcı besleme için yıldız bağlı bir sekonder sargı sağlar. Kesin bağlantı grubu ürün tasarımını ve uygulanabilir standartları takip etmelidir.
Kapalı alan ve yenilenebilir enerji uygulamaları için uygun
Kuru tip konstrüksiyon yalıtım yağı kullanımını önler, yangın riskini azaltır ve kurulum ile bakımı basitleştirir. Bu onu kapalı trafo merkezleri, dağıtım odaları, rüzgar çiftlikleri, PV santralleri ve endüstriyel tesisler için uygun hale getirir.
5. Sıradan Transformatörlerle Karşılaştırma
| Öğe |
Zig-Zag Topraklama Transformatörü |
Standart Y/Δ Transformatörü |
| Ana işlev |
Yapay nötr noktası oluşturma, sıfır dizisi akımını taşıma |
Gerilim dönüştürme, güç iletme |
| Normal çalışma |
Neredeyse yüksüz |
Genellikle yüklü |
| Sıfır dizisi empedansı |
Nispeten düşük |
Çekirdek yapısına ve bağlantıya bağlı |
| Ark söndürme bobini uygulaması |
Nominal koşullar altında uygun |
Genellikle sınırlı |
| Nötr noktası kullanılabilirliği |
Evet |
Sistem bağlantısına bağlı |
Delta bağlı dengeleyici sargısı veya özel sıfır dizisi akı yolu olmayan sıradan üç ayaklı transformatörler genellikle sınırlı sıfır dizisi akım kapasitesine sahiptir ve ayrıntılı doğrulama yapılmadan basitçe bir Zig-Zag topraklama transformatörü ile değiştirilmemelidir.
6. Özet
Bir Zig-Zag kuru tip topraklama transformatörü, orta gerilim sistemleri için yapay bir nötr nokta sağlar. Normal koşullarda neredeyse yüksüz çalışır ve toprak arızaları sırasında düşük sıfır dizisi empedansı sunarak ark söndürme bobinlerini, nötr topraklama dirençlerini ve sıfır dizisi korumasını destekler. Tipik bağlantılar arasında isteğe bağlı yardımcı sargılarla ZNyn ve ZNyn11 bulunur.
Uluslararası projeler için aşağıdaki terimler yaygın olarak kullanılmaktadır:
- Zig-Zag Bağlantısı / Zig-Zag Sargısı
- Topraklama Transformatörü / Topraklama Transformatörü
- Sıfır Dizisi Empedansı
- Yapay Nötr Noktası
- Ark Söndürme Bobini / Petersen Bobini
- Nötr Topraklama Direnci
Bir Zig-Zag topraklama transformatörünün geleneksel bir güç transformatörü olmadığının altı çizilmelidir. Kapasitesi; sistem kapasitif akımı, ark söndürme bobini gücü, nötr topraklama direnci değeri, arıza süresi, sıcaklık artışı limitleri ve ikincil bir yük gerekip gerekmediğine göre belirlenmelidir.
Ekipman tedarik ediyorsanız veya teknik teklifleri inceliyorsanız, profesyonel bir Çin Nötr Topraklama Transformatörü Fabrikası, OG ve YG topraklama sistemleri için ayrıntılı tasarım doğrulamasını, fabrika testlerini ve özelleştirmeyi destekleyebilir.
Giriş
