راهنمای ترانسفورماتورهای زیگ{0}Zag

 

این راهنما یک نمای کلی از ترانسفورماتورهای زیگزاگ{0}}پیکربندی‌های سیم‌پیچ خاص-منظوره که به طور گسترده برای زمین‌سازی، کاهش هارمونیک، بهبود کیفیت توان و تبدیل توان جریان متناوب{2}Dc در سیستم‌های الکتریکی مدرن استفاده می‌شوند، ارائه می‌دهد. این راهنما اصول اساسی بهره برداری، مشخصات فنی، ملاحظات طراحی، مقایسه با طرح های زمینی جایگزین، و سناریوهای کاربردی دقیق از جمله زمین خنثی سیستم، لغو هارمونیک، و سیستم های تبدیل توان یکپارچه را پوشش می دهد. این راهنما همچنین شامل ملاحظات عملی برای انتخاب، اندازه، حفاظت و انطباق با استانداردهای مربوطه مانند IEEE C57.105 و IEC 60076 است.

سیستم‌های الکتریکی سه فاز مدرن اغلب با ثانویه‌های ترانسفورماتور متصل به مثلث- کار می‌کنند که فاقد یک نقطه خنثی طبیعی برای اهداف زمین هستند. به طور گسترده‌تر، سیستم‌های سه فاز زمین‌نشده-چه از پیکربندی‌های دلتا یا منابع دیگر{5}}چالش‌های عملیاتی قابل‌توجهی، از جمله عدم وجود مرجع زمین تعریف‌شده، خطر اضافه ولتاژهای گذرا در طول خط-به-خطای زمین، و مشکلات در تشخیص و محلی‌سازی خطا را به همراه دارند. ترانسفورماتور زیگ{9}}زیگ زاگ (همچنین به عنوان ترانسفورماتور ستاره‌ای متصل به هم یا ارتینگ{10}} نیز شناخته می‌شود) برای رفع این چالش‌ها توسعه داده شده است.

ترانسفورماتور زیگ زاگ یک ترانسفورماتور با هدف خاص-با پیکربندی سیم پیچی است که در آن هر خروجی مجموع برداری دو فاز است که با 120 درجه جابجا می شود. هر اندام هسته مغناطیسی به دو بخش سیم پیچ در جهات مخالف تقسیم می‌شود و سیم‌پیچ‌ها در فازهای مختلف به هم متصل می‌شوند تا یک اثر لغو برای جریان‌های متعادل ایجاد کنند در حالی که اجازه می‌دهند جریان‌های صفر-در اتصال خنثی آزادانه جریان پیدا کنند.

در حالی که زمین خنثی برجسته ترین کاربرد است، ترانسفورماتورهای زیگ{0}}زیگ زاگ به یک پلت فرم همه کاره تبدیل شده اند که عملکردهای متعددی را انجام می دهد: ارائه یک مسیر{1}}امپدانس کم برای جریان های خطای زمین-، سرکوب هارمونیک های سه گانه، متعادل کردن جریان های بار، و خدمت به عنوان یک مولفه یکپارچه{3} قدرت تطبیقی ​​در سیستم های AC unified.

 

 

 

اگرچه آرایش داخلی ممکن است پیچیده به نظر برسد، اما اصل عملکرد اساساً تحت قانون آمپر است-توازن مغناطیسی در سراسر سیم‌پیچ‌ها روی همان هسته حکم می‌کند که جریان جاری در یک سیم‌پیچ باید با جریان متناظر در سیم‌پیچ دیگر در آن قسمت همراه باشد.

2.2 تجزیه و تحلیل جریان جریان تحت شرایط خطا

برای درک اینکه چگونه جریان‌های توالی صفر{0}}فعال می‌شوند، خطی را برای خطای زمین در یک فاز از یک سیستم غیرزمینی در نظر بگیرید. آرایش سیم پیچ متقاطع-یک مسیر انتشار جریان به هم وابسته ایجاد می کند. جریانی که از نقطه خنثی از سیم پیچ پایینی فاز A به سمت بالا می رود، از سیم پیچ بالایی فاز C به اتصال شبکه می گذرد. این جریان متناظر را در سیم پیچ پایین فاز C القا می کند که به نوبه خود از طریق فاز B به شبکه منتشر می شود. این دنباله همچنان شامل هر سه فاز می شود. مشاهدات مهم این است که همه جریان‌ها در سیم‌پیچ‌های بالا، سیم‌پیچ‌های پایین، و اتصال زمین با یکدیگر هم‌فاز هستند و به‌طور واضح آنها را به‌عنوان جریان‌های دنباله‌ای صفر شناسایی می‌کند.

مجموع این جریان‌های دنباله‌ای صفر در هر سه فاز برابر با کل جریان خطای زمین است.. در شرایط عادی کارکرد متعادل، ولتاژهای تغییر فاز حذف می‌شوند و فقط یک جریان هیجان‌انگیز کوچک در گردش است. فقط در شرایط نامتعادل-مثل خطاهای زمین یا بارهای نامتعادل{4}}جریان های توالی صفر-می توانند از ترانسفورماتور عبور کنند.

2.3 ویژگی های امپدانس

تحت عملکرد عادی، ترانسفورماتور زیگ{0}}زیگ زاگ امپدانس بالایی در برابر جریان‌های دنباله‌ای مثبت- و منفی{- ارائه می‌کند و اساساً آن را در شرایط متعادل برای سیستم الکتریکی نامرئی می‌کند. با این حال، برای جریان‌های دنباله‌ای صفر، ترانسفورماتور امپدانس پایینی ارائه می‌کند، به طور مؤثری اتصال خنثی به زمین را برای جریان‌های خطا کوتاه-می‌کند.

پارامترهای کلیدی که امپدانس توالی صفر را کنترل می‌کنند عبارتند از: تعداد چرخش سیم‌پیچ، هندسه هسته، اندوکتانس نشتی بین دو نیمه هر اندام، و خواص مغناطیسی مواد هسته. توانایی طراحی هسته آهنی برای محدود کردن جریان -شارهای هارمونیک سه گانه مزیت منحصر به فردی است که پیکربندی‌های زیگ-زاگ را از سایر طرح‌های زمین متمایز می‌کند.

2.4 الزامات نصب حیاتی

یک فاز باز-شرایط مدار-مانند سوختن فیوز یا شل شدن اتصال-وابستگی متقابل جریان های سیم پیچ را مختل می کند. با قطع یک فاز، زنجیره انتشار جریان لازم برای جریان بدون ترتیب-می‌شکند و ترانسفورماتور ارت دیگر نمی‌تواند جریان خطای زمین را هدایت کند. بنابراین، ترانسفورماتورهای ارت باید به طور محکم به زمین و شبکه بدون وسایل کلید مکانیکی میانی که می توانند به طور ناخواسته تداوم را قطع کنند، متصل شوند.

 

 

 

 

دو نوع اصلی ازترانسفورماتورهای زمیندر سیستم های قدرت استفاده می شود: ترانسفورماتور زیگ{0}} ستاره (به هم پیوسته-) ووای-ترانسفورماتور مثلث. انتخاب بین آنها هزینه، اندازه و عملکرد قابل توجهی دارد.

3.1 اندازه و رتبه بندی قدرت

چیدمان زیگ{0}}راندمان بسیار بالاتری نسبت به پیکربندی دلتای وای زمینی- ارائه می‌دهد. در یک ترانسفورماتور زیگ-زیگ زاگ، هر سیم پیچ کمتر از خط{4}}به-ولتاژ زمین-با ضریب- فعال کردن رتبه‌بندی توان کل پایین‌تر:. در مقابل، یک ترانسفورماتور مثلث-وای زمین شده نیاز داردبرای همان جریان خنثی این تفاوت اساسی باعث می شود که ترانسفورماتورهای زیگ{1}}زیگ زاگ تقریباً یک -یک سوم کوچکتر از ترانسفورماتورهای wye-از نظر درجه kVA برای جریان خنثی یکسان باشند.

سازندگان گزارش می دهند که ترانسفورماتورهای زیگ{0}}زیگ زاگ هزینه کمتر و ردپای فیزیکی کمتری نسبت به ترانسفورماتورهای Wye-مثلث برای همان ویژگی امپدانس صفر- ارائه می‌دهند، که آنها را در اکثر برنامه‌های اتصال به زمین ترجیح می‌دهد.

3.2 عملکرد هارمونیک

ترانسفورماتورهای مثلث Wye، هارمونیک های سه گانه (3، 9، 15، و غیره) را در سیم پیچ مثلث به گردش در می آورند اما جریان های خنثی تولید شده توسط بارهای نامتعادل را حذف نمی کنند. در مقابل، ترانسفورماتورهای زیگ زاگ، جریان های هارمونیک سوم را از سمت خنثی به سمت بار بازگردانی می کنند و به طور فعال هارمونیک ها را در سمت ثانویه کاهش می دهند. این یک مکانیسم اساساً متفاوت از ترانسفورماتورهای دلتا-وای است، که در آن هارمونیک های سه گانه به سادگی در حلقه مثلث بسته محبوس می شوند.

3.3 زمان نامی و وظیفه حرارتی

هر دو نوع به‌عنوان دستگاه‌های{0} زمان کوتاه عمل می‌کنند که معمولاً برای مدت زمان خطای 10-ثانیه‌ای یا 1{13}}دقیقه‌ای به جای عملکرد مداوم رتبه‌بندی می‌شوند. ANSI/IEEE Std. 32-1972 برای یک واحد رتبه‌بندی شده ۱۰-ثانیه به یک رتبه‌بندی پیوسته ۳٪ نیاز دارد، به این معنی که رتبه‌بندی کوتاه مدت تقریباً ۳۳ برابر رتبه‌بندی پیوسته است. یک بانک دارای رتبه 1 دقیقه ای دارای رتبه جریان پیوسته 7٪ است. این ویژگی کار متناوب اندازه و هزینه ساخت را نسبت به ترانسفورماتورهای کار مداوم با ظرفیت معادل کاهش می دهد، اگرچه مدیریت حرارتی دقیق همچنان ضروری است.

 

 

 

 

4.1 صفر-امپدانس توالی

امپدانس توالی صفر بدون شک حیاتی ترین پارامتر برای طراحی ترانسفورماتور زیگ-است. هم میزان جریان خطای زمین و هم تنظیم ولتاژ را در شرایط نامتعادل تعیین می کند. امپدانس ترانسفورماتور به تنهایی می تواند جریان خطا را به سطوح مورد نظر محدود کند. به طور متناوب، یک مقاومت یا راکتور خارجی که در خنثی قرار داده شده است، قابلیت محدودکننده اضافی را فراهم می کند.

4.2 اندوکتانس نشتی و بدون تلفات بار

دو پارامتر مهم طراحی عدم تلفات بار (هسترزیس و تلفات جریان گردابی) و امپدانس نشتی هستند. پیشرفت‌های اخیر در روش‌های تحلیلی و مدل‌سازی اجزای محدود، محاسبه دقیق‌تر اندوکتانس نشتی در ترانسفورماتورهای زیگزاگ را امکان‌پذیر کرده است که هم برای محققین و هم طراحان ترانسفورماتور در بهینه‌سازی این نوع سودمند است. راکتانس نشتی بر رفتار محدود کننده جریان ترانسفورماتور در هنگام خطاها و عملکرد کلی تنظیم ولتاژ آن تأثیر می گذارد.

4.3 رتبه‌بندی کوتاه{1}}زمان و پیوسته

ترانسفورماتورهای زمین با زمان کوتاه-و رتبه های پیوسته مشخص کار می کنند. مداری با حداقل عدم تعادل بار را می توان توسط ترانسفورماتوری که عمدتاً برای خطاهای کوتاه مدت رتبه بندی شده است و نه عملکرد مداوم، سرویس دهی کرد. رتبه‌بندی پیوسته برای یک واحد 10-ثانیه معمولاً 3٪ از رتبه‌بندی زمان کوتاه-است، در حالی که برای یک واحد 1{13}}دقیقه‌ای 7٪ است. مثال‌های اندازه‌گیری این اصل را نشان می‌دهد: در یک سیستم 12.47 کیلوولتی که جریان خطای زمین 6000 A را تامین می‌کند، یک ترانسفورماتور زیگ زاگ به رتبه‌بندی کوتاه مدت 24.9 MVA نیاز دارد. این رتبه بندی متناوب با یک رتبه پیوسته تقریباً 0.75 MVA مطابقت دارد که بانک را قادر می سازد تا 180 A جریان خنثی را به طور مداوم مدیریت کند.

 

 

 

5.1 چالش های حفاظتی

حفاظت از شبکه‌های ولتاژ متوسط-با ترانسفورماتورهای زمینی زیگ- چالش برانگیز است. واحد دیفرانسیل ترانسفورماتور ممکن است به دلیل محدودیت جریان زیگ{3}} ذاتی همراه با اثرات نسبت ترانسفورماتور قدرت و سهم جریان خازنی فیدرهای MV، برای تشخیص خطاهای داخلی زمین در سمت مثلث، حساسیت نداشته باشد. یک واحد خطای زمین محدود می‌تواند حساسیت را افزایش دهد، اگرچه خطاهای فاز خارجی-فاز-زمین با اشباع ترانسفورماتور جریان نیاز به توجه ویژه دارند.

واحدهای مقایسه جهتی معمولی که زاویه بین زمین و جریان خنثی را مقایسه می کنند نامناسب هستند. در عوض، آشکارسازهای عیب خارجی که بر واحدهای دیفرانسیل ترانسفورماتور نظارت می کنند به عنوان جایگزین های موثر پیشنهاد شده اند. برای حفاظت جهت خنثی، واحدهای معمولی که زوایای فاز ولتاژ و جریان خنثی را مقایسه می‌کنند، شرایط خطای رو به جلو را در فیدرهای سالم به اشتباه فعال می‌کنند. واحدهای جهتی مبتنی بر بزرگی امپدانس{2}}صفر، راه حل قابل اعتمادتری ارائه می دهند.

5.2 استانداردهای قابل اجرا

طراحی، آزمایش و کاربرد ترانسفورماتور زیگ{0}}زیگ زاگ توسط چندین استاندارد کنترل می شود. IEEE C57.105{3}}2019 اتصالات و پیکربندی‌های ترانسفورماتور را در سیستم‌های الکتریکی سه فاز، شامل همه ترکیب‌های دلتا و وای، زمین‌دار و غیرزمین‌شده، T{5}متصل، زیگزاگ و سایر اتصالات ویژه توصیف می‌کند که هر دو{{6}سیم‌پیچ و تبدیل خودکار را پوشش می‌دهد. سایر استانداردهای مربوطه عبارتند از IEEE C57.32 برای دستگاه های زمین خنثی، IEC 60076-25 برای مقاومت های زمین خنثی، و IS 2026/IS 5553 برای آزمایش و انطباق عملکرد.

مهم است که بدانیم IEEE C57.105 در اصل برای سیستم های توزیع با ولتاژ اولیه تا 34.5 کیلو ولت نوشته شده است، اگرچه اصول آن گسترده تر است.

 

 

 

6.1 زمین خنثی سیستم

اصلی‌ترین و گسترده‌ترین کاربرد ترانسفورماتورهای زیگ-زیگ زاگ ایجاد یک نول زمین‌دار برای سیستم‌های سه فاز غیرزمینی-به‌ویژه ترانسفورماتورهای ثانویه متصل شده مثلث{3} و ژنراتورهای زمین نشده یا اتوبوس‌های اینورتر است. این برنامه چندین عملکرد حیاتی را انجام می دهد: کاهش تنش اضافه ولتاژ روی عایق در هنگام خطاهای تک خط-به-زمین، ارائه یک مرجع زمین تعریف شده برای رله حفاظتی، و فعال کردن عملکرد مداوم در شرایط نامتعادل.

در سیستم‌های فتوولتائیک و منابع انرژی توزیع‌شده، اینورترهای سنتی اغلب فاقد اتصال خنثی جامد هستند که منجر به عدم تعادل ولتاژ و اتصال زمین ناکارآمد می‌شود. ترانسفورماتورهای زیگ-یک مسیر پایدار، امپدانس کم-به زمین ایجاد می‌کنند و سیستم را در شرایط خطا تثبیت می‌کنند. برای شبکه‌های ولتاژ متوسط-با اتصال زمین با مقاومت بالا-، ترانسفورماتور زمین زیگ زاگ همراه با مقاومت‌های زمین خنثی حساسیت تشخیص عیب را بدون نیاز به سفر فوری ارائه می‌کند{6}}پیکربندی که حفاظتی قوی برای فرآیندهای صنعتی حیاتی ارائه می‌دهد.

 

عملکرد ترانسفورماتورهای زیگ زاگ:

مزارع بادی

• نقطه خنثی مصنوعی را برای سیستم‌های جمع‌آوری ولتاژ متوسط- (مثلاً 35 کیلو ولت) فراهم می‌کند تا زمین را فعال کند
• ارائه مسیر امپدانس کم-برای تک خط-به{2}}خطای زمین، محدود کردن اضافه ولتاژ
• سرکوب هارمونیک های سه گانه (سوم، نهم و غیره) از مبدل های توربین بادی
• کوچکتر و سبکتر از ترانسفورماتورهای زمینی Δ-Y، ایده آل برای بادهای فراساحلی

سیستم های خورشیدی (PV)

• یک مرجع اتصال به زمین برای سمت AC اینورتر در جایی که نول در دسترس نیست ایجاد می کند
• کاهش دهنده هارمونیک های سه فاز-عدم تعادل و اینورتر-
• قابلیت-ولتاژ پایین-از طریق (LVRT) را افزایش می‌دهد و از قطع شدن جلوگیری می‌کند
• می تواند به عنوان یک سلف فیلتر یکپارچه در سیستم های ذخیره سازی PV + عمل کند

دستگاه های اتصال انعطاف پذیر در شبکه های توزیع مدرن جذابیت اتصال زمین ترانسفورماتور زیگ زاگ در هر دو طرف ولتاژ متوسط- و پایین- را نشان داده اند، که در مقایسه عملکرد جامع از جایگزین های زمین راکتانس بزرگ و اتصال به زمین نقطه میانی بهتر عمل می کنند.

6.2 کاهش هارمونیک

ترانسفورماتورهای زیگ{0}}نقش مهمی در کاهش مشکلات جریان خنثی ناشی از بارهای غیرخطی دارند. سیستم های توزیع سیم -فاز چهار-به طور فزاینده ای از اضافه بار هادی خنثی به دلیل تکثیر منابع تغذیه حالت سوئیچ، درایوهای فرکانس متغیر-و سایر بارهای الکترونیکی غیرخطی- رنج می برند. اتصال اولیه مثلث{9}}ترانسفورماتور توزیع معمولی فقط هارمونیک های سه گانه را در شرایط بار کاملاً متعادل حذف می کند. بارهای نامتعادل همچنان جریان های خنثی ایجاد می کنند.

ترانسفورماتورهای زیگ{0}}زیگ زاگ با ارائه یک مسیر امپدانس پایین برای هارمونیک های سه گانه و در عین حال حفظ امپدانس بالا برای جریان های فرکانس اساسی، این مشکل را برطرف می کنند. جفت کردن استراتژیک ترانسفورماتورهای دلتا{3}}زیگزاگ با دلتا-وای می‌تواند هر دو هارمونیک پنجم و هفتم را لغو کند و عملاً به عملکرد سیستم 12- پالس دست یابد. برای سیستم‌های بزرگ‌تر، چندین ترانسفورماتور کوچک زیگزاگ که در نزدیکی بارها قرار می‌گیرند، جریان‌های خنثی را موضعی نگه می‌دارند و نیاز به هادی‌های خنثی بزرگ‌تر را از بین می‌برند و تعادل جریان بار اصلی را بهبود می‌بخشند.

6.3 یکپارچه تبدیل برق AC{1}DC

فراتر از عملکردهای سنتی کیفیت توان، ترانسفورماتورهای زیگ{0}}زیگ زاگ در سیستم‌های تبدیل برق یکپارچه ac{1}Dc که منابع برق شبکه (AC) و فتوولتائیک (dc) را ترکیب می‌کنند، کاربرد پیدا کرده‌اند. اندوکتانس‌های نشتی سیم‌پیچ ترانسفورماتورهای زیگ-را می‌توان به عنوان اندوکتانس تقویت یکپارچه در سیستم‌های AC یکپارچه استفاده کرد که تعداد اجزا و حجم کلی سیستم را در مقایسه با طرح‌های معمولی با سلف‌های جداگانه کاهش می‌دهد. رویکردهای کلاسیک با بیان مناسب اندوکتانس نشتی برای سیم‌پیچ‌های با هندسه مستطیلی از روش طراحی پشتیبانی می‌کنند.

برنامه‌های کاربردی پیشرفته شامل یکسوکننده‌های -شنت زیگزاگ زیگزاگ سه مرحله‌ای-تپ کم{2}}هارمونیک چند پالس-که در آن پیکربندی ترانسفورماتور زیگزاگ از تصحیح ضریب توان و تضعیف هارمونیک در سیستم‌های الکترونیکی با{4} کارایی بالا پشتیبانی می‌کند.

6.4 امکانات آزمایشگاهی و تحقیقاتی

تأسیسات تحقیقاتی-از جمله شتاب دهنده‌های ذرات و سیستم‌های توزیع نیروی آزمایشی-ترانسفورماتورهای زیگ{2}}به‌عنوان راه‌حل‌های مقرون‌به‌صرفه{3}}برای کاهش جریان‌های خنثی ناشی از-بارهای الکترونیکی غیرخطی، پیاده‌سازی کرده‌اند. هزینه نسبتاً کم، سادگی، سهولت نصب بر روی سیستم‌های توزیع موجود، و توانایی محلی‌سازی جریان‌های خنثی، ترانسفورماتورهای زیگ{6}}زیگ زاگ را در تنظیمات آزمایشی که کیفیت توان مستقیماً بر اندازه‌گیری و عملکرد تجهیزات تأثیر می‌گذارد، جذاب می‌کند.

 

 

 

 

7.1 تعیین زمین{1}}الزامات جریان خطا

اولین گام در اندازه‌گیری یک ترانسفورماتور زیگ{0}}تعیین سطح جریان خطای زمین- مورد نظر است. مهندسان طراح باید تصمیم بگیرند که آیا برای محدودیت جریان فقط بر امپدانس توالی صفر داخلی ترانسفورماتور تکیه کنند یا یک مقاومت خارجی وارد کنند. برای سیستم‌های اتصال زمین با مقاومت بالا، جریان خطا معمولاً برای سیستم‌های ولتاژ متوسط ​​به 5-10 A محدود می‌شود. سیستم‌های{10}مقاومت پایین ممکن است جریان خطای 200 A یا بیشتر را مجاز کنند.

7.2 محاسبه رتبه kVA

برای یک جریان خنثی معین () و خط سیستم-به-ولتاژ زمین ()، امتیاز کوتاه-کیلو ولت آمپر زمانی برای ترانسفورماتور زیگ-:

رتبه پیوسته نیز باید مشخص شود. برای یک دستگاه 10-ثانیه، رتبه‌بندی پیوسته برابر با 3 درصد از رتبه‌بندی کوتاه مدت است، در حالی که یک دستگاه 1 دقیقه‌ای به 7 درصد نیاز دارد.

7.3 ملاحظات کاربردی

بر خلاف ترانسفورماتورهای قدرت معمولی، ترانسفورماتورهای زمینی دستگاه‌های{0}} متناوب هستند. توانایی آن‌ها در تحمل جریان‌های خطای زیاد برای مدت‌های کوتاه، کاهش قابل‌توجهی هزینه را در مقایسه با ترانسفورماتورهای کارکرد پیوسته با رتبه‌ای معادل، ممکن می‌سازد. با این حال، طراحان باید تأیید کنند که قابلیت مقاومت حرارتی با زمان پاکسازی مورد انتظار دستگاه‌های حفاظتی بالادست مطابقت دارد. ترانسفورماتورهای زمین را می توان برای اتصال زمین جامد یا برای استفاده با یک مقاومت زمینی خنثی خارجی مشخص کرد-که دومی انعطاف پذیری در کنترل زمین-قدر جریان خطا ارائه می دهد.

7.4 نصب و راه اندازی

نصب صحیح میدانی برای عملیات قابل اعتماد بسیار مهم است. فعالیت‌های قبل از راه‌اندازی باید شامل آزمایش مقاومت عایق، تأیید نسبت سیم‌پیچ و اعتبارسنجی تغییر فاز باشد. یکپارچگی مسیر خنثی باید کاملاً تأیید شود-قطع هر اتصال فاز به شبکه می‌تواند عملکرد زمین را غیرفعال کند. آزمایش‌های راه‌اندازی باید تأیید کنند که ترانسفورماتور دارای امپدانس دنباله صفر پایین است در حالی که امپدانس توالی مثبت- و منفی-در شرایط عملیاتی عادی حفظ می‌شود.

برای عملکرد 50 هرتز یا 60 هرتز، محفظه ها باید الزامات محیطی را برای نصب در داخل یا خارج از منزل برآورده کنند، معمولاً با محفظه های تهویه شده نوع 3R برای استفاده در فضای باز.

 

 

 

8.1 حساسیت تداوم فاز

یک محدودیت اساسی ترانسفورماتورهای زیگ{0}}زیگ زاگ وابستگی آنها به هر سه فاز متصل است. عدم وجود اتصال تک فاز به شبکه، انتشار جریان سیم پیچ وابسته به هم را از بین می برد و توانایی هدایت جریان خطای زمین را از بین می برد. این حساسیت، اتصالات فاز قابل اعتماد را الزامی می‌کند و مخالف قرار دادن دستگاه‌های سوئیچینگ است که می‌تواند سهواً شرایط مدار باز- را ایجاد کند.

برخلاف دستگاه‌های حفاظتی مستقل، ترانسفورماتورهای زمین زیگ{0}}زیگ زاگ باید تا زمانی که منبع برق سه فاز فعال است، به طور مداوم در خدمت باقی بمانند. اگر ترانسفورماتور زمین از بین برود، یک خط-به-خطای زمین می‌تواند باعث ایجاد ولتاژهای فاز بالا-به-در فازهای بدون خطا شود و عدم تعادل بار ممکن است منجر به جابجایی خنثی و اضافه ولتاژ شود.

8.2 اشباع تحت تزریق DC

در سیستم‌های قدرت مدرن، تزریق جریان DC-چه از اینورترهای متصل به شبکه{{1}، اختلالات ژئومغناطیسی یا سایر منابع-می‌تواند باعث اشباع هسته ترانسفورماتور زمین شود. اشباع کارایی ترانسفورماتور را در ارائه مسیر زمین با امپدانس پایین کاهش می دهد و ممکن است منجر به گرمای بیش از حد شود. احتیاط های ویژه در طراحی یا نظارت اضافی ممکن است برای سیستم هایی با محتوای DC قابل توجه مورد نیاز باشد.

8.3 پیچیدگی تشخیص عیب

مهندسان حفاظت باید تشخیص دهند که رله‌های دیفرانسیل معمولی ممکن است برای تشخیص خطای زمین داخلی با ترانسفورماتورهای زیگ{1}}ناکافی باشند. طرح‌های حفاظتی تخصصی-شامل واحدهای گسل زمین محدود، آشکارسازهای خطای خارجی، و واحدهای جهتی مبتنی بر بزرگی-ممکن است برای پوشش حفاظتی جامع مورد نیاز باشد.

 

 

 

ترانسفورماتورهای زیگ{0}}زیگ زاگ اجزای فعال کننده حیاتی برای سیستم های الکتریکی سه فاز{{1} مدرن هستند. با ارائه یک مسیر امپدانس پایین برای جریان‌های توالی صفر-در حالی که امپدانس بالا را به اجزای توالی مثبت- و منفی-می‌دهند، شکاف بین سیستم‌های دلتا/وای غیرزمینی و مزایای ایمنی و عملیاتی عملیات خنثی زمینی را پر می‌کنند.

خوراکی های کلیدی عبارتند از:

• ساخت و ساز: شش نیم-سیم پیچی متقاطع-که بین فازها در یک هسته سه-متصل شده است
• اصل عملیات: تراز چرخشی آمپر-جریان توالی صفر-در حالی که جریان های متعادل را لغو می کند، فعال می کند
• کاربرد اولیه: زمین خنثی برای سیستم‌های سه فاز زمین نشده (سیستم‌های- تغذیه یا ژنراتور)
• مزایای عملکرد: راندمان بالاتر و اندازه کوچکتر از ترانسفورماتورهای زمینی Wye-مثلث
• برنامه های کاربردی ثانویه: کاهش هارمونیک (مخصوصا هارمونیک های سه گانه)، متعادل کننده بار، تبدیل AC یکپارچه-dc
• ملاحظات طراحی: اندازه‌گیری بر اساس رتبه‌بندی خطای کوتاه مدت{{0} (10 ثانیه یا 1 دقیقه)، ظرفیت پیوسته 3٪-7٪
• الزامات حفاظتی: طرح های تخصصی مورد نیاز; حفاظت دیفرانسیل معمولی ممکن است کافی نباشد
• نصب بحرانی: اتصالات فاز جامد به شبکه ضروری است. بدون دستگاه سوئیچینگ در مسیر زمین

انتخاب بین یک ترانسفورماتور زیگ{0}}زیگ زاگ و یک ترانسفورماتور زمینی-وای{1}}در نهایت به نیازهای خاص سیستم بستگی دارد: نیازهای محدودیت جریان خطا، بودجه و فضای موجود، الزامات کاهش هارمونیک، و تمایل به در دسترس بودن توان کمکی. برای بیشتر کاربردهای زمین، راندمان برتر ترانسفورماتور زیگ{3}}زیگ زاگ، ردپای کوچکتر، و عملکرد هارمونیک بهتر آن را به انتخابی ارجح برای نصب های جدید تبدیل می کند.