معرفی ترانسفورماتور ارت کننده

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز،

پایداری در خطای زمین خارجی (E / F) در طرف مثلث ترانسفورماتور ستاره-مثلث

اگر ترانسفورماتور ارت کننده [۱]در سمت مثلث خارج از منطقه حفاظت باشد [۲]، خطا زمین (E/F) در سیستم مثلث در خارج از مکان‌های ترانسفورماتور جریان (CT)، همانطور که نشان داده شده باعث ایجاد توزیع جریانی می‌شود که در ثانویه CT دیفرانسیل گردش می‌کند و سیم پیچ‌های عملکنده آن را نمی‌بینند.

ترانسفورماتور زیگزاگ Zig-Zag یا ترانسفورماتور زمین کننده ستاره متصل شده داخلی [۳]دارای امپدانس مغناطیس شوندگی بالایی است، اما برای E / F جریان در سیم پیچ‌های یکسان – هسته به شکلی جریان می‌یابد که دور آمپر کنسل شده و از این رو امپدانس کمتری را می‌کند.

در مواردی که نقطه خنثی سیستم سه فاز مانند سیستم متصل به سمت مثلث یک ترانسفورماتور برق در دسترس نباشد، ممکن است یک نقطه خنثی مصنوعی با کمک ترانسفورماتور ارت کننده متصل به زیگزاگ ایجاد شود.

این یک ترانسفورماتور از نوع هسته‌ای است و دارای سه شاخه است. هر سیم پیچ فاز در اتصال زیگزاگ به دو نیمه مساوی تقسیم می‌شود. نیمی از آن بر روی یک شاخه و نیم دیگر بر روی شاخه دیگر هسته ترانسفورماتور است.

توزیع جریان خطا در سیم پیچ زیگزاگ یک ترانسفورماتور ارت کننده

نیمه اول سیم پیچ فاز قرمز روی شاخه ۱ هسته و نیمه دوم ۲ فاز قرمز بر روی شاخه ۳ سیم پیچی می‌شود.

نیمه اول سیم پیچ فاز زرد بر روی شاخه ۲ هسته و نیمه دوم ۲ فاز همان زرد بر روی شاخه ۱ سیم پیچی می‌شود.

نیمه اول سیم پیچ فاز آبی بر روی شاخه ۳ هسته و نیمه دوم ۲ فاز آبی بر روی شاخه ۲ سیم پیچی می‌شود.

نقطه پایان هر سه سیم پیچ در نهایت به هم وصل شده و یک نقطه خنثی مشترک را تشکیل می‌دهد. حال اگر در هر یک از فاز سیستم متصل شده مثلث، خطایی رخ دهد، جریان خطا توالی صفر مسیر گردش بسته زمین را همانطور که در شکل نشان داده شده است خواهد داشت.

در شرایط عادی سیستم، ولتاژ سیم پیچ ترانسفورماتور زمین کننده ۱/√۳ برابر ولتاژ فاز سیستم است.

اما هنگامی یک خطای خط به زمین در یکی از فاز‌های سیستم رخ دهد، همانطور که در شکل نشان داده شده است، مؤلفه توالی صفر جریان خطای زمین در زمین جریان می‌یابد و با استفاده از نقطه ستاره زمین ترانسفورماتور زمین کننده به سیستم انرژی الکتریکی باز می‌گردد؛ که در هر سه فاز به طور مساوی تقسیم می‌شود. از این رو، همانطور که در شکل نشان داده شده است، جریان‌ها در دو نیمه مختلف دو سیم پیچ در شاخه یکسان هسته در جهت مخالف جریان می‌یابد؛ و بنابراین شار مغناطیسی ایجاد شده توسط این دو جریان با یکدیگر مخالف و خنثی می‌شوند. از آنجا که هیچ افزایش در شار به دلیل جریان خطا وجود ندارد، هیچ تغییری در df / dt وجود ندارد به این معنی که هیچ اثر چک شوندگی برای جلوگیری از جریان خطا رخ نمی‌دهد؛ بنابراین می‌توان نتیجه گرفت، ترانسفورماتور زمین کننده یا همان ارت کننده از نوع زیگزاگ ولتاژ نامی را در جریان عادی و همچنین هنگامی که یک خطای زمین جریان می‌یابد، حفظ می‌کند.

ولتاژ نامی یک ترانسفورماتور زمین کننده یا ارت کننده به مقدار ولتاژ خط به خطی است که از آن قرار است استفاده شود. جریان نامی این ترانسفورماتور حداکثر جریان نوترال (نول) است که ترانسفورماتور برای تحمل آن در حالت خطا برای مدت زمان مشخص طراحی شده است. عموماً بازه زمانی، که ترانسفورماتور برای تحمل حداکثر جریان خطا به صورت ایمن طراحی شده است، ۳۰ ثانیه می‌باشد.

[۱]earthing transformer

[۲]Zone of protection

[۳]inter connected star grounding transformer

 

منبع: ماه صنعت