Kľúčové prvky uzemňovacích systémov transformátorov: metódy, odpor a testovanie

Prečo je uzemnenie transformátora základom dizajnu

Uzemnenie nulových vodičov a krytov transformátora slúži na tri účely: obmedzuje napätie na zdravých fázach počas zemných porúch, poskytuje definovanú spätnú cestu, ktorá umožňuje selektívnu činnosť ochrany a udržiava dotykové a skokové napätie v bezpečných medziach pre personál. Zle navrhnutý uzemňovací systém premení rutinnú poruchu na poruchu izolácie alebo riziko úrazu elektrickým prúdom, takže potenciál neutrálneho bodu, metóda uzemnenia a hodnoty odporu musia byť navrhnuté spolu s charakteristikami siete.

Kontrola potenciálu uzemnenia neutrálneho bodu

Potenciál uzemnenia neutrálneho bodu sa musí udržiavať v rámci bezpečných prahových hodnôt; príliš vysoký potenciál namáha izoláciu a môže spôsobiť poruchu. Neutrály distribučného transformátora musia byť spoľahlivo uzemnené a malo by sa použiť ekvipotenciálne pospájanie tak, aby všetky odkryté vodivé časti v inštalácii zostali počas poruchy na rovnakom potenciáli.

Metódy uzemnenia

Pevné (účinné) uzemnenie

Vhodné pre vysokonapäťové systémy 110 kV a viac, pevné uzemnenie obmedzuje prepätie na zdravých fázach a udržuje systém stabilný počas jednofázových porúch.

Uzemnenie cievky na potlačenie oblúka (Petersenovej cievky).

Cievka, ktorá je ideálna pre 6 - 35 kV distribučné siete, kompenzuje kapacitný nabíjací prúd siete, takže jednofázový zemný poruchový prúd je dostatočne malý na to, aby umožnil nepretržitú prevádzku počas lokalizácie poruchy.

Odporové uzemnenie

Odporové uzemnenie riadi poruchový prúd na definovanú úroveň, čo sa uprednostňuje v priemyselných areáloch s vysokými požiadavkami na spoľahlivosť, kde je potrebné rýchlo odhaliť poruchu bez nadmerného poškodenia.

Požiadavky na uzemňovací odpor

Odpor uzemnenia distribučného transformátora by nemal byť vyšší ako 4 ohmy.

Nezávislé uzemňovacie elektródy by nemali mať odpor väčší ako 10 ohmov.

Pre kompozitné uzemňovacie mriežky sa musia použiť sezónne korekcie koeficientov, aby odpor zostal v medziach v suchých a mrazivých obdobiach.

Inštalačné a konštrukčné body

Uzemňovacie elektródy musia byť pochované pod vrstvou zamrznutej pôdy a musia sa držať mimo zdrojov korózie, aby odpor zostal stabilný počas desaťročí prevádzky.

Prierez uzemňovacieho vodiča-musí spĺňať požiadavku tepelnej stability pre prípadný skratový{1}}prúd, aby sa vodič počas poruchy neprehrial.

Spoje by mali používať exotermické zváranie alebo schválené kompresné svorky, aby sa udržal nízky prechodový odpor; skrutkové spoje musia byť utiahnuté predpísaným krútiacim momentom a chránené proti korózii.

Všetky kovové kryty, nádrž, káblové tienenie a neutrálny bod by mali byť pripojené k rovnakej uzemňovacej mriežke.

Testovanie a údržba

Odpor uzemnenia by sa mal štvrťročne overovať pomocou špeciálneho testera uzemňovacieho odporu pomocou metódy poklesu--potenciálu alebo svorky- podľa rozloženia elektródy. Záznamy by sa mali viesť o každom testovacom bode, aby bolo možné zaznamenať postupné zvyšovanie odporu skôr, ako sa stane bezpečnostným problémom. Po akejkoľvek poruche uzemnenia alebo blesku by sa mali príslušné spoje skontrolovať a znovu zmerať{5}}odpor.

Bežné chyby dizajnu

Použitie jednej malej tyče, kde odpor pôdy vyžaduje mriežku alebo viacero paralelných tyčí.

Natieranie alebo izolácia spojovacích plôch, čo zvyšuje prechodový odpor.

Spojenie neutrálu a krytu cez rôzne cesty, čím sa vytvárajú nebezpečné potenciálne rozdiely.

FAQ

Aký je maximálny uzemňovací odpor distribučného transformátora?

Vo všeobecnosti sa vyžaduje, aby uzemnenie distribučného transformátora nebolo väčšie ako 4 ohmy, s nezávislými elektródami do 10 ohmov; miestne kódy, ako napríklad GB 50065 alebo IEEE 142, by ste mali skontrolovať na príslušnú hodnotu.

Prečo sa v 6 - 35 kV sieťach používajú cievky na potlačenie oblúka?

Kompenzujú kapacitný zemný{0}}prúd, čo umožňuje, aby sieť pokračovala v prevádzke počas jednej-fázy-na-zemnú poruchu a znižuje riziko opätovného zapálenia oblúka a prepätia.

Ako často by sa mal merať uzemňovací odpor?

Bežnou požiadavkou je štvrťročná kontrola u špecializovaného testera; každoročné overenie je minimum pre stabilné miesta a meranie po každej poruche alebo blesku je dobrou praxou.

Prečo musia byť elektródy uložené pod čiarou mrazu?

Zamrznutá pôda má oveľa vyšší odpor, takže plytká elektróda môže v lete vykazovať nízku hodnotu a v zime nebezpečne vysoký odpor; zakopanie pod hranicou mrazu udržuje odolnosť stabilnú po celý rok.

Môže byť nádrž transformátora uzemnená cez neutrálny vodič?

Nie. Neutrál aj kryt by sa mali pripojiť k uzemňovacej mriežke, ale ochranná zemná cesta sa nesmie spoliehať len na neutrálny vodič, pretože prerušený neutrál by napájal kryt.