ترانسفورماتور زمین

از ترانسفورماتور زمین برای ایجاد نقطه خنثی (صفر) مصنوعی جهت اتصال مثلث ترانسفورماتور ها استفاده می شود.

در این ترانسفورماتور سیم پیچ ها ی اولیه به صورت Zn  سیم پیچ ثانویه به صورت Yn می باشد.

امپدانس این گروه از ترانسفورماتور ها بسیار مهم می باشند زیرا که باید بتوان به وسیله آن خطاهای اتصال کوتاه تک فاز رخ داده در موارد را به وسیله یک رله خطای زمین تشخیص داد.

این ترانسفورماتور همانند دیگر نمونه ها دارای سیم پیچ ، هسته و بدنه ، روغن ، عایق ها می باشد.

در طراحی اینگونه ترانسفورماتور ها توجه به امپرانس جهت تشخیص خطاها بسیار مهم می باشد. نام دیگر آن ، ترانسفورماتور زمین یا ارت کننده می باشد.

ولتاژ نامی یک ترانسفورماتور زمین به اندازه ولتاژ خط به خط ترانسفورماتور اصلی می باشد. جریان نامی این ترانسفورماتور حداکثر جریان نول است که باید برای مدت 30 ثانیه در زمان بروز خطا آن را به صورت مطمئن تحمل نماید.

در گذشته نقطه اتصال ستاره ترانسفورمتور ها مستقیما به زمین وصل می گردید. که به آن زمین جامد نیز گفته می شود.

معایب عمده مقاومت زمین ثابت

• جریان بسیار شدید در زمان خطا ی زمین ( ارت / earth fealt ) باعث آسیب به تجهیزات می گردد.
• آتش سوزی در سیستم الکتریکی و برق گرفتگی پرسنل

در سیستم های ولتاژ پایین همانند ترانسفورماتور های توزیع (400v) و غیره بدلیل جریان کم خطای زمین مستقیما ثانویه به زمین (ارت) متصل می گردد.

در نتیجه پیشرفت تکنولوژی و رفع ایرادات در پست های برق از سیسم NGR استفاده می گردد.

در NGR نقطه خنثی (زمین) ترانسفورماتور با یک مقاومت سری به زمین وصل می گردد

به طور کلی در ترانسفورماتور های با ثانویه ولتاژ بالا همانند 33KV ، 11 KV ، 20 KV ، 6.6 KV از NGR استفاده می شود.

به طور مثال مقدار NGR  یک ترانسفورماتور 33/11.5KV را حساب کنید.

ما باید مقدار جرین خطای زمین را ابتدا انتخاب کنیم. به طور کلی برای 3.3KV ، 6.6KV ، 11KV ، 20KV ، 33KV جریان خطای زمین 400 آمپر در نظر گرفته می شود. بنابراین 400آمپر NGR در نظر بگیریم .

محاسبه مقدار NGR برای ترانسفورماتور ثانویه 11.5KV

NGR (ohmic value) = 16.6 Ω

برای NGR لازم است :

برای محدود کردن جریان خطای زمین ترانسفورماتور ها (در صورت نا محدود بودن جریان خطای زمین ترانسفورماتور از بین می رود.)

مزایای NGR نسبت به زمین ثابت :

1. جریان های خطاهای محدود
2. بدلیل خطای کمتر احتمال وقوع آتش سوزی الکتریکی کمتر است.
3. احتمال برق گرفتگی شدید کمتر است.
4. بهبود کلی ایمنی برق

در تصویر بالا نقطه ثانویه ستاره ترانسفورماتور قدرت توسط مقاومت 350 اهم ، زمین می گردد. ما باید این مقاومت را کنترل کنیم.

آیا این مقاومت به صورت اتصال باز است؟

ممکن است اتصال زمین قطع گردد.

مقاومت درون شبکه است یا خیر

بنابراین ما باید یک سیستم مانیتورینگ داشته باشیم که رله موازی با این شبکه نصب کرده ایم. این رله به طور مداوم مقاومت را کنترل می ند. و در صورت بروز اتفاق غیر عادی فرمان قطع به مدار ارسال می کند.

شرایط غیر عادی :

1. ولتاژ نقطه زمین ترانسفورماتور نسبت به زمین افزایش یافته است.
2. جریان نشتی از میزان تنظیم شده فراتر رود.
3. مقاومت نقطه نوترال باز می گردد.