Zašto se NGR koriste u transformatorima?

Osnovna svrha upotrebe otpornika za neutralno uzemljenje (NGR) u transformatorima je da se obezbedi zaštita kroz opremu za balansiranje uzemljenja otpora, bezbednost sistema i zahtevi za kontinuitetom napajanja, dok se adresiraju ograničenja tradicionalnih metoda uzemljenja kao što su direktno uzemljenje, odzemljivanje ili poništavanje luka. Evo pogledajte zašto:
1. Ograničite struju zemljospoja i zaštitite sigurnost opreme.
Nedostaci direktnog uzemljenja:
Ako je neutralna tačka transformatora direktno uzemljena, jedno-fazni kvar uzemljenja (kao što je jednofazni provodnik koji dodiruje uzemljenje) može dovesti do naglog povećanja struje kratkog-spoja, što može spaliti namotaj transformatora, željezna jezgra ili neutralne izolatore, pa čak i uzrokovati požar. U direktno uzemljenom sistemu od 10 kV, na primjer, struja kvara može doseći hiljade ampera, daleko više nego što uređaj može tolerisati.
NGR rješenje:
Umetanjem niza otpornika između neutralne tačke i zemlje, struja kvara je ograničena na siguran opseg (npr. desetine do stotine do stotine ampera). na primjer:
Za sistem od 10kV, NGR otpornik je obično u desetinama oma, ograničavajući struju kvara na 100-400A kako bi se spriječilo oštećenje opreme. 35kV sistemi: visoka vrijednost otpora (npr. stotine oma), ograničavanje struje na niske nivoe (npr. 50-100A).
2. Supresija prenapona, sistem izolacije i zaštite od prenapona
Rizici od prenapona neuzemljenih sistema:
Kada je neutralna tačka neuzemljena, jedno-fazni kvar uzemljenja može uzrokovati da fazni napon bez-napona bez greške poraste do mrežnog napona (μ3 puta faznog napona), što može uzrokovati kvar izolacije. Osim toga, luk kvara se može više puta gasiti i ponovo-zapaliti, generirajući trepćenje luka nekoliko puta većeg od faznog napona (npr. . 6-8 puta faznog napona) kako bi uzemljio prenapon, prijeteći izolaciji opreme.
Ograničenja zavojnica za suzbijanje luka Uzemljenje:
Petlja za disipaciju luka kompenzira kapacitivnu struju i gasi luk induktivnom strujom. Međutim, oni ne mogu ograničiti amplitudu prenapona i mogu izazvati ferorezonantne prenapone.
Efekti suzbijanja NGR:
Pražnjenje preostalog punjenja: Nakon što se luk kvara ugasi, NGR obezbeđuje put pražnjenja za preostalo punjenje u kapacitetu uzemljenja sistema, smanjujući verovatnoću ponovnog paljenja luka. Rezonancija prigušenja: Otpor kao element za prigušivanje, u stanju rezonancije interferencije, amplituda prenapona je ograničena na 2,5 puta fazni napon, produžavajući vijek trajanja opreme.
3. Povećan kontinuitet kontinuiteta napajanja i smanjenje obima nestanka struje
Prečice do jakog uzemljenja:
U čvrstim{0}}sistemima uzemljenja, jednofazni kvar uzemljenja će odmah pokrenuti aktiviranje zaštitnog uređaja, uzrokujući veliku oblast nestanka struje.
NGR kompatibilnost:
NGR dozvoljava sistemu da radi kratko (recimo 1-2 sata) u slučaju jednofaznog kvara uzemljenja, čime se kupuje vrijeme održavanja. na primjer:
Gradska distributivna mreža: Uvođenje NGR-a u kablovske mreže od 10 kV povećava preciznost detekcije kvarova na preko 95% jednostavnim presecanjem kvarnih vodova, a istovremeno osigurava napajanje u područjima bez kvarova.
Industrijski korisnici: petrohemija, rudnici i druge industrije zahtijevaju visok kontinuitet kontinuiteta napajanja. NGR može spriječiti da električni lukovi izazovu požar ili eksploziju i može spriječiti nestanke struje u postrojenju.
4. Ispunjavanje zahtjeva za relejnu zaštitu
Zahtjevi za rad zaštitnih uređaja:
Relejni zaštitni uređaji moraju detektovati struje uzemljenja da bi identifikovali i otklonili kvarove. Ako je struja preniska (npr. nema sistema uzemljenja), zaštita možda neće raditi, a ako je struja previsoka (npr. sistem direktnog uzemljenja), zaštita može otkazati.
NGR-ova funkcija balansiranja:
Podešavanjem vrijednosti otpora, struja kvara se kontrolira unutar opsega osjetljivosti uređaja za zaštitu releja (npr. 10-100A) kako bi se osigurao brz i precizan rad. na primjer:
Zaštita struje nulte{0}}slijede: NGR obezbjeđuje stabilan strujni signal nulte{1}}slijede za zaštitni uređaj za identifikaciju linija kvara.
Diferencijalna zaštita: NGR ne utiče na normalan rad diferencijalne zaštite u slučaju internog kvara transformatora.
Prilagodite se različitim zahtjevima kapacitivnih struja.
Uticaj kapacitivne struje:
Struja kapacitivnosti sistema (IC) raste sa dužinom kabla. Kada IC pređe određenu vrijednost (npr. veći od 30A u sistemu od 10kV), luk je teško ugasiti i zahtijeva NGR da ograniči struju.
Fleksibilnost NGR-a:
Vrijednost otpora se može podesiti prema kapacitivnoj struji sistema kako bi se zadovoljile potrebe različitih situacija. na primjer:
sistem niske kapacitivne struje: Odaberite nisku vrijednost otpora kako biste postigli ograničenje struje i potiskivanje prenapona. Sistemi sa velikom-kapacitivnošću struje: izaberite visok otpor, pregrijavanje uzrokovano prelivanjem.
6. Usklađenost sa međunarodnim standardima i sigurnosnim propisima
Standardni zahtjevi:
IEEE, IEC i drugi standardi definiraju zahtjeve za dizajn, testiranje i instalaciju za NGR.
Temperaturna ocjena: Otpornik mora biti u stanju da izdrži toplinu koju stvaraju struje kvara (npr. 760 stepeni u trajanju od 10 sekundi).
Sigurnosni certifikati:
NGR proizvodi moraju biti certificirani od strane CSA, UL i drugih organizacija kako bi se osigurala pouzdanost u ekstremnim radnim uvjetima.
7. Praktična provjera slučaja primjene
Studije slučaja elektrane:
Generatorski set od 50MW koristi NGR na neutralnim tačkama, ograničavajući struje kvara na 5-25A, štiteći namotaje od izolacije i sprečavajući zasićenje jezgra.
Studije slučaja urbanih distributivnih mreža:
Kablovska mreža od 10kV koristi NGR tehnologiju za kontrolu prenapona uzemljenja-uzemljenja na manje od 2,5 puta veće od nominalne vrijednosti, smanjujući stopu kvarova za 60% i značajno poboljšavajući pouzdanost pouzdanosti napajanja.