ترانسفورماتور زمین و کمکی (Ground Transformer)

به طورکلی سه هدف عمده در استفاده از ترانسفورماتور زمین مدنظر است:

۱ - محدودنمودن جریان اتصال کوتاه تک‌فاز

۲ - ثابت نگه‌داشتن ولتاژ نقطه صفر

۳ - ایجاد نقطه صفر مصنوعی برای اتصال مثلث طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت

درکنار ملزومات مربوط به زمین‌کردن سیستم قدرت، در پستهای فشارقوی همواره مجموعه‌ای از بارهای LVAC وجود دارند که بایستی با ولتاژ ۴۰۰ ولت سه فاز و یا ۲۳۰ ولت تکفاز تغذیه شوند. این بار‌ها شامل موتورهای الکتریکی، پمپ‌ها و فنها، سیستم روشنایی، سرویس ساختمانهای اداری و ... می‌باشد. جهت تأمین مصارف فوق لازم است که ترانسفورماتوری (ترانسفورماتور کمکی) در داخل پست نصب گردد تا پایین‌ترین ولتاژ فشارقوی ترانسفورماتور قدرت را به ولتاژ قابل مصرف تبدیل نماید. در حال حاضر ترانسفورماتورهای زمین و کمکی بصورت کمپکت و به عنوان یک واحد با نام ترانسفورماتور زمین-کمکی ساخته می‌شوند. ترانسفورماتور زمین-کمکی علاوه بر ایجاد نقطه نوترال مصنوعی، سیم‌پیچی نیز برای تغذیه بارهای LVAC دارد و به عنوان ترانسفورماتور کمکی نیز بکار می‌رود.

ساختمان ترانسفورماتور زمین- کمکی:

ترانسفورماتور زمین-کمکی از نوع ستونی و روغنی بوده که اتصال اولیه آن اکثراً بصورت زیگزاگ و اتصال ثانویه ستاره است. جهت کاهش اثرات فرورزونانس، سیم‌پیچ اولیه را می‌توان بصورت ستاره زمین شده نیز نصب کرد. دراین حالت درصورت عدم تقارن بار ثانویه، جریان توالی صفر عبور کرده که باید روشی جهت رفع این مشکل اتخاذ گردد.

نقطه نوترال اتصال زیگزاگ بصورت مستقیم و یا ازطریق یک امپدانس به زمین متصل می‌شود و سیم‌پیچ ستاره تأمین‌کننده بارهای ولتاژ پایین سه فاز و تکفاز خواهد بود. درصورتی که ترانسفورماتور صرفاً به عنوان ترانس زمین استفاده شود، اتصال آن می‌تواند از نوع ستاره - مثلث باشد.

مشخصه‌های ترانسفورماتور زمین- کمکی:

مهمترین مشخصه ترانسفورماتور زمین-کمکی راکتانس مؤلفه صفر آن است. قسمت عمده راکتانس مؤلفه صفر در یک سیستم با ترانسفورماتور زمین-کمکی، مربوط به راکتانس این ترانسفورماتور است. انتخاب مقدار راکتانس ترانسفورماتور زمین-کمکی بستگی به راکتانس توالی مثبت سیستم و ترانسفورماتور دارد. درصورتیکه لازم باشد سیستم بصورت مستقیماً زمین‌شده طراحی گردد بایستی نسبت X۱ / X۰ بیش از ۱۰ و یا ترجیحاً بیش از ۳ نباشد. اگر ترانسفورماتور زمین-کمکی بطور مستقیم به زمین وصل شود، تشکیل یک سیستم زمین راکتانسی را می‌دهد.

ظرفیت نامی:

ظرفیت ترانسفورماتور زمین-کمکی در شرایط عادی وابسته به مقدار مصارف داخلی پست می‌باشد. برای هر ترانسفورماتور زمین-کمکی دو نوع ظرفیت به شرح زیر تعریف می‌شود:

۱ - ظرفیت کوتاه مدت

۲ - ظرفیت پیوسته

ظرفیت ترانسفورماتور باید به گونه‌ای انتخاب شود که در شرایط عادی مانند یک ترانسفورماتور توزیع عمل کند و در شرایط اتصالی نیز استحکام کافی ازنظر مقاومت حرارتی و مکانیکی داشته باشد. ضمناً این ظرفیت بایستی ازبین مقادیر استاندارد زیر برحسب کیلوولت آمپر انتخاب شود:

۸۰۰ - ۶۳۰ - ۵۰۰ - ۴۰۰ - ۳۱۵ - ۲۵۰ - ۲۰۰ – ۱۶۰