Transformatorning neytral nuqtasini yerlash tushuntirilgan: mustahkam, qarshilik va zig-zag yerlash usullari solishtirilgan

Tarmoq qurilmasi jadvalida 5 A li yuqori qarshilikli yerlashuv va 10 soniyalik rezistor belgilangan. Subkontaktor aynan shunday narsani oʻrnatdi. Hech kim tizimning zaryadlanish tokini oʻlchamadi; bu zavodda ekranlangan 5 kV kabeli, kuchlanish cheklovchilar va dvigatel kirish filtrilari uchun taxminan 6,8 A ni tashkil etdi. Birinchi fazadan yerga urilishda rezistor butun sigʻimlik tokni oʻtkazdi, sezgich rele toʻkning oshishini hech qachon sezmay qoldi va zavod ikki kun davomida yerlangan fazada ishladi. Ikkinchi urilish boshqa fazada sodir boʻldi va noqulaylik fazadan fazaga yoyilgan elektr yongʻiniga aylandi. Hamma narsa chizmaga mos ravishda qurilgan edi. Biroq, yerlashuv sxemasi hali ham notoʻgʻri edi.

Transformator neytralining yerlashuvi bu — izolyatsiya buzilganda qancha tok oqishini, himoya tizimi qachon ishga tushishini yoki faqat ogohlantirish signali berishini va shu tok miqdorini transformator, kabel va elektr tarmog'i uskunalari qanchalik chidashini belgilovchi loyihalash qaroridir. Bu qaror loyihalash bosqichida bir marta qabul qilinadi va odatda texnik spetsifikatsiyaning bitta qatorini egallaydi.

To'rtta usul — mustahkam (butun) ulanish, past qarshilikli ulanish, yuqori qarshilikli ulanish va zig-zag yoki yulduz-uchburchak ulanish transformatori orqali ulanish — deyarli barcha sanoat, kommunal va ma'lumotlar markazi tizimlarini qamrab oladi. Har bir usul turli savollarga javob beradi va to'g'ri javob sizning tizimingizning birinchi yerlanish xatosida qanday ishlashini istashingizga bog'liq.

 

Transformator neytralining yerlanishi nima qaror qiladi

Yer qo‘shilishi fazali o‘tkazgich va yerni o‘z ichiga olgan zanjirni yopadi. Oqadigan tok qaytish yo‘li impendansiga bog‘liq bo‘ladi va bu qaytish yo‘li tizim neytrali va yerlangan elektrod tizimi o‘rtasidagi ulanish orqali hosil bo‘ladi. Ulanishni o‘zgartiring — xatolik tokini, aniqlash tezligini va xatolikni bartaraf etish jarayonida yetkaziladigan zararni ham o‘zgartirasiz.

Texnik shartnoma ichida aytib o‘tilishiga arziyadigan ikkita manba bor. IEEE Std 3003.1-2019 sanoat va tijorat elektr tizimlarida sistemani yerlashni qamrab oladi va Yashil kitoblar oilasining zamonaviy vorisi hisoblanadi; IEEE Std C62.92.1-2016 foydalanuvchi tizimlarida 1000 V dan yuqori kuchlanishda neytralni yerlashni qamrab oladi. Ikkalasi ham bir xil muvozanatga asoslangan: yer qo‘shilishi tokining ishonchli aniqlanishini ta’minlash uchun u yetarlicha yuqori, lekin jihozlarga zarar yetkazmaslik uchun esa yetarlicha past bo‘lishi kerak.

Quyidagi jadval to‘rtta usulni qisqartirib beradi.

Usul	Odatdagi xatolik tokining qiymati	Aniqlash falsafasi	Qayerga mos keladi
Mustahkam yerlanganlik	Qo‘shilgan uch fazali qiymatgacha	Darhol oqim ortishi, uzilish	480 V va undan past, past kuchlanishli taqsimot
Past qarshilik (LRG)	100 A – 1000 A, odatda 200 A – 400 A	Oqim ortishi relelari, tanlangan koordinatsiya	Tanlangan uzilishni talab qiladigan o'rta kuchlanishli sanoat taqsimoti
Yuqori qarshilik (HRG)	5 A – 25 A	Sezgir rele, avvalo ogohlantirish	Harakatli uskunalar bilan ishlaydigan korxonalar, doimiy jarayonlar, ma'lumotlar markazlari
Zig-zag yerlashgan transformator	Rezistor yoki transformator loyihasi tomonidan belgilanadi	Sezgir rele	Delta tizimlari, erkin neytral yo'q

 

Qattiq yerlashuv: Eng arzon va eng yuqori avariya tok

Qattiq yerlangan tizimda neytral to'g'ridan-to'g'ri yerlashuv elektrod tizimiga ulanadi. Tokni cheklash hech narsa yo'q, shuning uchun fazadan yerga avariya shu nuqtada mavjud bo'lgan qo'rqituvchi uchfazali qiymatga yaqin bo'lishi mumkin — 480 V da 2000 kVA li birlikda o'nlab kiloamper. Bu loyiha kamchiligi emas; aksincha, maqsad shundan iborat. Avariya katta, har bir himoya qurilmasi uni sezadi va u sikllarda bartaraf etiladi.

Hisob-kitob boshqa joyga keladi. Avtobus qo'llab-quvvatlash, uzuvchi to'xtatish darajalari va yoyilish-choqnash tadqiqotidagi hodisa energiyasi hisoblashi barchasi shu tokga mos keladi. Qattiq ulanish hozir ham aksariyat 480 V tizimlari uchun amaliy tanlovdir, chunki fazadan yerga kuchlanish 277 V da qoladi va izolyatsiya hamda sug'urta qurilmalari vazifalari o'rtacha darajada qoladi. Bu mantiq o'rta kuchlanishda ma'noga ega bo'lmay qoladi, chunki shu mantiq transformator, simlar va elektr tarmog'i qurilmalarining ko'rmaganini istagan avaryya toklarini hosil qiladi.

Biror oqibat odamlarni hayratga soladi. Qattiq ulangan tizimda aksariyat avaryyalar bitta fazadan yerga ulanish voqeasidan boshlanadi va ular kengayishdan oldin bartaraf etiladi. Ulanmagan yoki yuqori qarshilikli ulangan tizimda birinchi avaryya ko'pincha umuman bartaraf etilmaydi.

 

Qarshilik orqali ulanish: past qarshilikli va yuqori qarshilikli

Neytral va yer o'rtasiga qarshilik qo'yish loyiha falsafasini raqamga aylantiradi. Past qarshilikli yerlash tirish odatda tokni bir necha yuz ampergacha cheklaydi — o'rta kuchlanishda 200 A dan 400 A gacha tez-tez uchraydi — bu esa standart ortiq tok relelari tomonidan aniqlanish va koordinatsiyalanish uchun yetarli miqdordir. Shuning uchun LRG (Low-Resistance Grounding) tizimida nosozlikka uchragan ta'minot liniyasi bosh avtomatni emas, balki faqat o'zini uzib qo'yish uchun tanlanadi.

Yuqori qarshilikli yerlash tirish juda kengroq qo'llaniladi va yer qisqa tutashuv tokini 5 A, 10 A yoki 25 A gacha cheklaydi. Bunday darajada nosozlik odatda avtomatik uzilish emas, balki ogohlantirish sifatida ishlaydi va texnik xizmat xodimlari nosozlikni topguncha korxona ishlashini davom ettiradi. Harakatli quvvatli sanoat tizimlari, uzluksiz jarayonli korxonalar (ularga uzilishlar yo'l qo'ymaydi) hamda ma'lumotlar markazlarining o'rta kuchlanishli taqsimot tizimlari barchasi shu usulga tayanadi. Transformator va kabel endi bir necha kiloamperlik hodisalarga chidashga majbur emas va yer qisqa tutashuv natijasidagi yoyilma (arc-flash) xavfi tok pasayganda kamayadi.

Bu qismni ko'pchilik xaridorlar o'tkazib yuboradi. Yuqori qarshilikli yerlangan tizim faqatgina rezistor orqali o'tadigan tok tizimning zaryadlanish toki dan yuqori bo'lganda ishlaydi. Ekranglangan kabel, chaqnishdan himoya qiluvchi qurilmalar va dvigatelga ulanadigan filtrlarning zaryadlanish toki haqiqiy tokdir va yer qisqashi paytida u rezistor va qisqash orqali birgalikda o'tadi. Agar rezistordan o'tadigan tok shu miqdordan kam bo'lsa, rele noziklikni normal sig'imli tokdan ajratib ko'rsata olmaydi — bu aynan maqolaning boshida keltirilgan misolda sodir bo'lgan narsadir. To'g'ri ketma-ketlik: avvalo, haqiqiy o'rnatilgan tizimning sig'imli toki o'lchanadi, keyin uning ustidan marjini bilan rezistor toki tanlanadi va nihoyat, vaqt belgilanadi.

 

 

Zig-Zag yerlangan transformatorlar: Yo'q neytralda neytral

Yuqoridagi barcha tushunchalar sizga qarshilik ulash uchun neutral nuqtani ulash mumkinligini taxmin qiladi. Delta ulangan manba yoki ikkinchi darajali neutrali chiqarilmagan transformator shunday nuqta berolmaydi. Zig-zag birlik shu muammo hal etadi. Uning chulg'amalari nol ketma-ketlik tokiga past impedans taqdim etadi, shuning uchun u yerda o'tkazilgan tok uchun maqsadli qaytish yo'lini yaratadi; bir vaqtda musbat va manfiy ketma-ketlik toklariga yuqori impedans taqdim etadi, shuning uchun normal ishlashda birlik deyarli hech qanday yuk tokini o'tkazmaydi. Yulduz-delta birlik ham xuddi shu vazifani boshqa chulg'ama tartibida bajaradi.

Bu xatti-harakat shuning uchun yer qoplamali transformator bu yuk transformatoridan farqli bir datasheetdan ko'rsatiladi. Mos keladigan raqamlar — qisqa vaqtli neytral tok va uning davomiyligi: 10 soniya va 1 daqiqa — odatda qo'llaniladigan qiymatlar. Shuningdek, normal ishlashda vujudga keladigan noaniqlik uchun doimiy neytral tok quvvati ham ko'rsatiladi; bu zig-zag birligidir, odatda qisqa vaqtli qiymatning bir necha foizini tashkil qiladi. Uni faqat qisqa vaqtli qiymat bo'yicha ko'rsatsangiz, doimiy noaniqlik uni qizitib yuboradi. Uni yuk transformatorisi sifatida ko'rsatsangiz, hech qachon foydalanmaydigan mis sotib olasiz.

Harakatga asoslangan tizimlarda zig-zag birligi odatda rezistor bilan juftlashadi. Rezistor o'tkaziladigan tokni belgilaydi; transformator esa rezistorga kerak bo'ladigan neytralni ta'minlaydi.

 

Rezistorning o'lchami: Ushbu to'rt raqam ishlashi yoki ishlamasligini hal qiladi

Neytralni yerlash uchun rezistor — qisqa vaqtli qurilma bo'lib, uning bir nechta muhim reytinglari mavjud. Quyidagi to'rt ta parametr tizimning amaliyotda ishlashi yoki ishlamasligini hal qiladi:

• O'lchangan sig'imli tok. Uniqligini haqiqiy o'rnatishda, haqiqiy kuchlanishda o'lchang. Jadvaldagi qiymatlar boshlang'ich nuqta, javob emas.
• O'tkaziladigan tok. yuqori qarshilikli ulanish uchun 5 A, 10 A yoki 25 A; past qarshilikli ulanish uchun 200 A dan 400 A gacha. Ikkala holda ham o'lchangan sig'imli tokdan yuqori bo'lishi kerak, xavfsizlik marjini bilan.
• Vaqtga chidamlilik. O'n soniya va bir daqiqa odatda ishlatiladi. 13,8 kV tizimida 400 A, 10 soniyali qarshilik 3,2 MW quvvatni yo'qotadi — bu o'n soniyada taxminan 32 MJ energiya. Tizimda uzatilgan avariya uni vayron qiladi.
• Kuchlanish va izolyatsiya darajasi. Yerlashuv avariyasida qarshilik tizimning butun chiziqdan neytralga kuchlanishini avariya davomiyligi davomida doimiy ravishda saqlaydi.

Qo'shimcha ikkita jihat ham shu muhokamaga kiradi, lekin ular qarshilikning texnik ma'lumotlar varaqasida ko'rsatilmaydi: aniqlash usuli — releyni u ko'rgan tok bilan nima qilishi (ogohlantirish yoki uzish) va past qarshilikli ulanishda tok cheklangandan keyin ham koordinatsiya tadqiqoti amal qilishini tekshirish.

 

Ryan Electric qanday qilib maxsus buyurtmalar uchun yerlash dizaynini qo'llab-quvvatlaydi

Yerlash dizayni transformator bilan boshlanadi, chunki g'ildirak konfiguratsiyasi neytral mavjudligini yoki mavjud emasligini hal qiladi. Shunday maxsus uch fazali transformator yulduz shaklidagi ikkinchi darajali g'ildirak bilan biz neytralni izolyatsiyalangan bushing orqali chiqaramiz, bu bushing yerda uzilish vazifasini o'tkazish uchun tahlil belgilagan qiymatga mos keladi va biz yerlash va koordinatsiya tahlillari uchun kerakli g'ildirak konfiguratsiyasi va vektor guruh ma'lumotlarini taqdim etamiz. Mijozning sxemasi qarshilik yoki zig-zag yerlashni talab qilsa, biz uni zavodda qabul qilish sinovida emas, balki taklif bosqichida tasdiqlaymiz. Bu dastlabki o'n besh daqiqalik suhbat va agar bu e'tibordan chetda qolinsa — qayta ishlash buyurtmasi.

Biz 120 000 kvadrat metr maydonli korxonada, 180 dan ortiq ishlab chiqarish va sinov uskunalari to'plami hamda 37 ta patent bilan ishlaymiz va UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS va CE sertifikatlari bilan tasdiqlanganmiz. 2023-yildan beri Ryan Electric Eaton kompaniyasi bilan rasmiy qo'shma korxona hamkor sifatida faoliyat yuritmoqda. Har bir birligiga birga jo'natiladigan texnik tekshiruv hisobi komissiya guruhining ob'ektda neytral va yerlangan ulanishlarni tasdiqlash uchun kerakli o'ram qarshiligi va nisbati ma'lumotlarini o'z ichiga oladi.

 

Transformator so'rovi bilan birga Yerlangan sxemani yuboring

Bizga bir chiziqdagi diagrammani, yerlangan usulni, loyihalangan neytral tok va uning davom etish muddatini hamda transformator quvvatini yuboring. Bizning muhandislik jamoamiz sizning tadqiqotingizga mos keladigan, shu jumladan neytral bushing ham kiruvchi, transformator neytral yerlangan tartibini taklif qiladi, shunda komissiya muhandisi loyihani topib o'rniga uni tasdiqlaydi. Narx taklifi bosqichida asosni to'g'ri qilish hech nima turmaydi. Birinchi yerlanish xatosidan keyin uni aniqlash esa butun tizimni to'xtatishga sabab bo'ladi.

 

Muallif haqida: Ushbu maqola Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) kompaniyasining muhandislik jamoasi tomonidan yozilgan — bu 2007-yildan beri foydalanuvchi, ma'lumotlar markazi, qayta tiklanadigan energiya manbalari va sanoat mijozlariga xizmat ko'rsatuvchi quyuq rezinadan, moyli va poydevor ustidagi transformatorlarni ishlab chiqaruvchi korxona. Jamoa har kuni IEEE C57 va IEC 60076 talablari bilan ishlaydi hamda texnik xususiyatlarni ishlab chiqish, zavodda sinovdan o'tkazish va ob'ektga ishga tushirish bosqichlarida ishlab chiqaruvchilar va EPC kontraktorlarini qo'llab-quvvatlaydi.