이것은 일반적인 대답이 지나치게 단순화되는 경우가 많으며 때로는 잘못된 경우도 있는 질문 중 하나입니다. 저는 고객에게 접지 변압기가 피뢰침과 같아서 충격을 끌어 안전하게 접지시키는 장치라고 가정하도록 했습니다. 그것은 작동 방식이 아닙니다. 번개가 칠 때 접지 변압기가 실제로 수행하는 작업과 수행하지 않는 작업을 정리하겠습니다.
첫째, Lightning이 실제로 시스템에 미치는 영향
번개가 전력선이나 변전소 근처에 떨어지면 전기 시스템에 엄청난 전류 펄스가 주입됩니다. 이 전류는 마이크로초 단위로 증가하여 수만 암페어에 도달할 수 있습니다. 충격 지점의 전압은 전류를 어딘가로 밀어내는 데 필요한 수준까지 상승하려고 합니다.
손상은 해당 전압에서 발생합니다. 단열재가 파손되었습니다. 안전해야 하는 간격에서 아크가 발생합니다. 연결된 장비는 처리할 수 있도록 설계되지 않은 스트레스를 감지합니다.
해결책은 번개를 멈추는 것이 아닙니다. 멈출 수 없습니다. 에너지가 어디로 가는지 제어하고 결과적으로 발생하는 전압을 제한하는 것입니다.
접지 변압기가 실제로 무엇인지
접지 변압기- 접지 변압기라고도 함 - 피뢰기와 같은 낙뢰 보호 장치가 아닙니다. 그 임무는 자연적으로 중립점이 없는 시스템(일반적으로 델타 연결 시스템 또는 접지되지 않은 Y형 시스템)에 중립점을 만드는 것입니다.
해당 중성점은 직접 또는 임피던스를 통해 접지에 연결됩니다. 이것이 하는 일은 지락이 있을 때 흐르는 종류의 제로 시퀀스 전류에 대해 정의된 경로를 제공하는 것입니다.
접지 변압기가 없으면 델타 시스템의 위상 대 접지 오류에는 저임피던스 복귀 경로가 없습니다. 오류 전류는 시스템 커패시턴스에 의해 제한됩니다. 즉, 크기는 작지만 오류가 없는 위상의 전압은 라인 간 수준 이상으로 상승합니다. 이는 절연에 좋지 않으며 결함 감지를 어렵게 만듭니다.
접지 변압기를 사용하면 접지 오류가 상당한 전류의 저임피던스 이벤트가 됩니다. 보호 계전기가 이를 확인하고 차단기가 열리고 손상이 확산되기 전에 결함이 해결됩니다.
번개가 등장하는 곳
이제 번개에 대한 연결이 시작되고 일반적으로 오해가 시작되는 곳이 바로 여기입니다.
번개가 상 도체에 닿으면 엄청난 전류 서지가 발생합니다. 그 전류는 어딘가로 가야 합니다. 시스템에 접지 변압기를 통한 효과적인 접지 경로가 있는 경우 서지가 제어된 방식으로 접지로 흐를 수 있습니다. 변압기는 낙뢰 전류의 제로 시퀀스 구성 요소에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공합니다.
그러나 이것이 매우 중요합니다. 접지 변압기만으로는 이 작업을 수행할 수 없습니다. 이는 서지 어레스터와 함께 작동합니다.
어레스터는 전압이 임계값을 초과할 때 전도하여 안전한 수준에서 전압을 클램핑합니다. 그런 다음 전류는 어레스터를 통해 접지 시스템으로 흐르고 접지 변압기를 통해 스테이션 접지 그리드로 흐릅니다. 접지 그리드 저항과 결합된 변압기의 임피던스는 서지 중에 남아 있는 전압의 양을 결정합니다.
접지 변압기가 실제로 기여하는 것
정의된 경로.중성 기준이 없으면 낙뢰 전류는 절연체, 케이블 외장, 저항이 가장 적은 경로를 통해 접지에 도달하는 자체 경로를 찾아야 합니다. 이러한 경로는 이를 위해 설계되지 않았습니다. 피해 결과. 접지 변압기는 공학적 경로를 제공합니다.
전압 안정화.초기 서지가 지나간 후 시스템 전압이 회복을 시도합니다. 접지 변압기를 접지에 연결하면 안정적인 중성 기준을 다시 설정하여 후속 오류나 재점령의 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
보호 조정.보호 계전기가 작동하려면 고장 전류가 필요합니다. 전원 후속 오류가 되는 낙뢰로 인한 플래시오버는 접지 변압기가 적절한 오류 전류 크기를 보장하면 더 빨리 제거됩니다. 더 빠른 청소는 장비에서 방출되는 에너지가 적다는 것을 의미합니다.
하지 않는 일
접지 변압기는 번개를 끌어들이지 않습니다. 어떤 중요한 방식으로든 번개 에너지를 흡수하지 않습니다. 이는 서지 어레스터를 대체하지 않습니다.
마치 독립형 솔루션인 것처럼 "번개로부터 보호"하기 위해 접지 변압기를 요구하는 사양을 본 적이 있습니다. 그것은 작동 방식이 아닙니다. 어레스터는 전압 제한을 수행합니다. 접지 변압기는 기준과 경로를 제공합니다. 둘 다 필요합니다.
접지 변압기의 유형과 서지 성능에서의 역할
지그재그 변압기접지 애플리케이션에 가장 일반적입니다. 이 제품은 오류 전류 및 낙뢰 서지 배수에 대해 정확히 원하는 것과 같은 제로 시퀀스 전류에 대해 낮은 임피던스를 제공하는 동시에 포지티브 및 네거티브 시퀀스 전류에 대해 높은 임피던스를 제공합니다.
와이-델타 변압기역할도 할 수 있다접지 변압기. 델타 권선은 제로 시퀀스 전류가 순환하는 경로를 제공하여 효과적으로 중성 기준을 생성합니다. 번개가 치는 경우 델타 권선은 서지 에너지를 여러 단계에 분산시켜 단일 지점의 응력을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
둘 중 하나를 선택하는 것은 시스템 전압, 사용 가능한 오류 전류 및 보호 철학에 따라 달라집니다. 낙뢰 성능의 경우 어레스터와 적절하게 조정되면 둘 중 하나가 작동할 수 있습니다.
설치 문제 - 접지 그리드 연결
접지 변압기는 접지 연결만큼만 우수합니다. 중성점은 저저항 접지 그리드에 연결되어야 합니다. 접지 그리드 저항이 높으면 이를 통해 흐르는 낙뢰 전류로 인해 목적에 맞지 않는 전압 상승이 발생합니다.
현장에서 문제가 보이는 부분이 바로 여기입니다. 고객은 접지 변압기를 설치하고 이를 단일 로드에 접지하고 낙뢰 보호를 기대합니다. 그런 다음 파업이 발생하고 변압기 중성점의 전압이 킬로볼트까지 올라가고 장비가 고장납니다. 변압기가 제 역할을 했습니다. 접지 시스템은 그렇지 않았습니다.
접지 변압기의 중성 연결은 여러 개의 로드, 매립된 도체 및 낮은 전체 저항을 갖춘 스테이션 접지 그리드로 연결되어야 합니다. 그것은 협상할 수 없습니다.
유지 관리 고려 사항
불균형 전류와 간헐적인 오류 전류만 전달하면서 대부분의 시간을 유휴 상태로 유지하는 접지 변압기는 무시하기 쉽습니다. 필요할 때 낙뢰 보호가 작동하려면 변압기의 상태가 양호해야 합니다.
절연 저항 테스트를 통해 권선의 성능이 저하되지 않았는지 확인합니다. 접지 그리드 저항 테스트는 접지 연결이 악화되지 않았음을 확인합니다. 연결 검사를 통해 느슨한 단자가 고임피던스 지점이 되기 전에 찾아냅니다.
우리는 예상되는 임무와 환경에 맞춰 모든 접지 변압기에 대한 유지 관리 지침을 제공합니다. 낙뢰가 발생하기 쉬운 지역의 경우 더 자주 점검하는 것이 좋습니다.
Lightning Protection에 대해 고객에게 알리는 내용
번개가 걱정된다면 다음이 필요합니다.
첫째, 모든 라인 진입 지점에 적절한 크기와 조정을 갖춘 서지 방지기를 설치합니다.
둘째, 사용 가능한 고장 전류 및 토양 조건에 맞게 설계된 저임피던스 접지 시스템 그리드, 로드 및 연결입니다.
셋째, 처음 두 개를 효과적으로 작동시키기 위해 시스템에 중성 기준이 필요한 경우 접지 변압기.
접지 변압기조력자입니다. 이는 어레스터가 작업을 수행할 수 있게 하고 낙뢰 전류가 장비를 파괴하지 않는 경로를 제공합니다. 그러나 이는 독립형 솔루션이 아닌 시스템의 일부입니다.
낙뢰 보호를 위한 시스템을 설계 중이고 접지 변압기가 적합한지 궁금하신 경우, 세부 사항을 자세히 설명해 드리겠습니다. 정답은 시스템 구성, 토양 상태 및 허용 가능한 위험 수준에 따라 다릅니다.
참고자료
- IEEE Std 80, AC 변전소 접지 안전을 위한 IEEE 가이드.
- IEEE Std C62.22, 교류 시스템용 금속 산화물 서지 피뢰기 적용을 위한 IEEE 가이드.
- IEC 60076-6, 전력 변압기 – 제6부: 리액터(접지 변압기 포함).
