Kodėl NGR naudojami transformatoriuose?

Pagrindinis neutralaus įžeminimo rezistoriaus (NGR) panaudojimo transformatoriuose tikslas yra užtikrinti apsaugą per varžos įžeminimo balansavimo įrangą, sistemos saugos ir galios tęstinumo reikalavimus, kartu sprendžiant tradicinių įžeminimo metodų, tokių kaip tiesioginis įžeminimas, neįžeminimas ar lanko atšaukimas, apribojimus. Štai kodėl:
1. Apribokite įžeminimo gedimo srovę ir apsaugokite įrangos saugą.
Tiesioginio įžeminimo trūkumai:
Jei transformatoriaus nulinis taškas įžemintas tiesiogiai, dėl vienfazio -įžeminimo gedimo (pvz., vienfazio-laidininko, liečiančio žemę), gali smarkiai padidėti trumpojo- grandinės srovė, o tai gali sudeginti transformatoriaus apviją, geležines šerdis ar neutralius izoliatorius arba net sukelti gaisrą. Pavyzdžiui, tiesiogiai įžemintoje 10 kV sistemoje gedimo srovė gali siekti tūkstančius amperų, ​​daug daugiau nei prietaisas gali toleruoti.
NGR sprendimas:
Tarp neutralaus taško ir žemės įterpus rezistorių seriją, gedimo srovė apribojama iki saugaus diapazono (pvz., nuo dešimčių iki šimtų iki šimtų amperų). Pavyzdžiui:
10 kV sistemoje NGR rezistorius paprastai yra dešimčių omų, gedimo srovė ribojama iki 100–400 A, kad būtų išvengta įrangos pažeidimo. 35kV sistemos: didelė varžos vertė (pvz., šimtai omų), srovė ribojama iki žemo lygio (pvz., 50–100 A).
2. Viršįtampio slopinimas, Viršįtampio izoliacija ir apsaugos sistema
Neįžemintų sistemų viršįtampio rizika:
Kai neutralus taškas neįžemintas, dėl vienfazio-įžeminimo gedimo ne-gedimo fazės įtampa gali pakilti iki linijos įtampos (μ3 kartus fazės įtampa), todėl izoliacija gali sugesti. Be to, gedimo lankas gali būti pakartotinai užgesintas ir užsidegęs, sukuriant lanko blyksnius, kelis kartus didesnę už fazės įtampą (pvz., . 6-8 kartų didesnę nei fazės įtampa), kad įžemintumėte viršįtampią, o tai kelia grėsmę įrangos izoliacijai.
Lanko slopinimo ritės apribojimai Įžeminimas:
Lanko sklaidos kilpa kompensuoja talpinę srovę ir užgesina lanką indukcine srove. Tačiau jie negali apriboti viršįtampio amplitudės ir gali sukelti ferorezonanso viršįtampą.
NGR slopinimo efektai:
Likučio įkrovos iškrovimas: užgesus gedimo lankui, NGR suteikia iškrovos kelią liekamajam įkrovimui sistemos įžeminimo talpoje, sumažindamas lanko užsidegimo tikimybę. Slopinimo rezonansas: varža kaip slopinimo elementas, esant trukdžių rezonansui, viršįtampio amplitudė ribojama iki 2,5 karto didesnės už fazinę įtampą, pailginant įrangos tarnavimo laiką.
3. Padidėjęs energijos tiekimo tęstinumas ir sumažintas elektros energijos tiekimo nutraukimų mastas
Stipraus įžeminimo nuorodos:
Kietojo-įžeminimo sistemose dėl vienfazio-įžeminimo gedimo apsaugos įtaisas iš karto suveikia, o tai sukels didelį elektros energijos tiekimo nutraukimą.
NGR suderinamumas:
NGR leidžia sistemai veikti trumpai (tarkime, 1-2 valandas) įvykus vienfazio įžeminimo gedimui, o tai perka priežiūros laiko. Pavyzdžiui:
Miesto paskirstymo tinklas: NGR įdiegimas 10 kV kabelių tinkluose padidina gedimų linijų aptikimo tikslumą iki daugiau nei 95 %, nes paprasčiausiai nupjaunamos gedimo linijos ir užtikrinamas maitinimas be trikdžių.
Pramonės vartotojai: naftos chemijos, kasyklų ir kitose pramonės šakose reikalingas didelis energijos tiekimo tęstinumas. NGR gali užkirsti kelią elektros lankams, sukeliantiems gaisrus ar sprogimus, ir gali užkirsti kelią elektros energijos tiekimo nutraukimui visoje gamykloje.
4. Relinės apsaugos reikalavimų laikymasis
Apsaugos įrenginio veikimo reikalavimai:
Relinės apsaugos įtaisai turi aptikti įžeminimo sroves, kad nustatytų ir pašalintų gedimus. Jei srovė yra per maža (pvz., nėra įžeminimo sistemos), apsauga gali neveikti, o jei srovė yra per didelė (pvz., tiesioginio įžeminimo sistema), apsauga gali sugesti.
NGR balansavimo funkcija:
Reguliuojant varžos vertę, gedimo srovė valdoma relės apsaugos įtaiso jautrumo diapazone (pvz., 10-100A), kad būtų užtikrintas greitas ir tikslus veikimas. Pavyzdžiui:
Apsauga nuo nulinės-sekos srovės: NGR suteikia stabilų nulinės-sekos srovės signalą apsaugos įrenginiui, kad nustatytų gedimų linijas.
Diferencinė apsauga: NGR neturi įtakos normaliam diferencinės apsaugos darbui vidiniam transformatoriaus gedimui.
Prisitaikykite prie skirtingų talpos srovės reikalavimų sistemos.
Talpinės srovės poveikis:
Sistemos talpos srovė (IC) didėja didėjant kabelio ilgiui. Kai IC viršija tam tikrą vertę (pvz., didesnė nei 30A aa 10kV sistemoje), lanką sunku užgesinti, todėl reikia NGR apriboti srovę.
NGR lankstumas:
varžos vertę galima reguliuoti pagal sistemos talpinę srovę, kad atitiktų skirtingų situacijų poreikius. Pavyzdžiui:
mažos talpos srovės sistema: pasirinkite mažą varžos vertę, kad pasiektumėte ir srovės ribą, ir viršįtampio slopinimą. Didelės-talpos srovės sistemos: pasirinkite didelę varžą, perkaitimą, kurį sukelia perpildymas.
6. Tarptautinių standartų ir saugos taisyklių laikymasis
Standartiniai reikalavimai:
IEEE, IEC ir kiti standartai apibrėžia NGR projektavimo, testavimo ir įrengimo reikalavimus.
Temperatūros įvertinimas: rezistorius turi atlaikyti šilumą, kurią sukuria gedimo srovės (pvz., 760 laipsnių 10 sekundžių).
Saugos sertifikatai:
NGR produktai turi būti sertifikuoti CSA, UL ir kitų organizacijų, siekiant užtikrinti patikimumą ekstremaliomis eksploatavimo sąlygomis.
7. Praktinio taikymo atvejo patikrinimas
Elektrinės atvejų analizė:
50MW generatorių komplektas naudoja NGR neutraliuose taškuose, ribodamas gedimų sroves iki 5-25A, apsaugodamas apvijas nuo izoliacijos ir užkertant kelią šerdies prisotinimui.
Miesto skirstomųjų tinklų atvejų analizė:
10 kV kabelių tinkle naudojama NGR technologija, skirta valdyti lanko-gedimų įžeminimo viršįtampius iki mažiau nei 2,5 karto viršijančios vardinę vertę, sumažinant gedimų skaičių 60 % ir žymiai padidinant maitinimo patikimumo patikimumą.