اصل کار کابینت مقاومت به زمین خنثی

راکابینت مقاومت زمین خنثییک دستگاه حفاظت ایمنی حیاتی در سیستم های توزیع برق با ولتاژ متوسط ​​و بالا است. این به طور گسترده ای در سیستم های برق زمینی با جریان کوچک در 6 کیلو ولت، 10 کیلو ولت و 35 کیلوولت برای نیروگاه های صنعتی و معدنی، پست ها، نیروگاه های فتوولتائیک و نیروگاه های بادی استفاده می شود. عملکرد اصلی آن حل مشکلاتی از جمله اضافه ولتاژ، احتراق مجدد قوس الکتریکی و خرابی تجهیزات ناشی از خطاهای تک فاز به زمین است تا عملکرد ایمن و پایدار سیستم را تضمین کند. اصل کار کلی آن بر اساس ویژگی های زمین-نقطه خنثی سیستم های قدرت همراه با مکانیسم های محدود کننده جریان مبتنی بر مقاومت، تثبیت ولتاژ و بازخورد سیگنال است که تحت دو شرایط کار می کند: عملکرد عادی و شرایط خطا.
تحت عملکرد عادی سیستم، ولتاژهای سه فاز متقارن و متعادل باقی می مانند. پتانسیل نقطه خنثی ترانسفورماتورها و ژنراتورها بدون اختلاف پتانسیل در برابر زمین برابر با صفر است. در این لحظه، اجزای مقاومت، ترانسفورماتورهای ابزار و ماژول‌های سیم‌کشی داخل کابینت مقاومت زمین خنثی در شرایط آماده به کار بدون بار و بدون عبور جریان کار می‌کنند. دستگاه هیچ اتلاف یا گرمایی تولید نمی کند و فقط برای سرویس آماده می شود. هیچ تأثیر نامطلوبی بر منبع تغذیه عادی ندارد و انرژی الکتریکی مصرف نمی کند، که با عملکرد سیستم درازمدت حالت پایدار سازگار می شود.
هنگامی که خطاهای تک فاز به زمین مانند آسیب عایق، سقوط کابل به زمین یا خرابی تجهیزات رخ می دهد، تعادل سه فاز خراب می شود. ولتاژ فاز معیوب به شدت کاهش می یابد در حالی که ولتاژ فازهای غیر معیوب افزایش می یابد، که منجر به جبران پتانسیل نقطه خنثی در برابر زمین می شود. یک حلقه رسانا بین نقطه خنثی و زمین تشکیل می شود و جریان خطای زمین از طریق کابین مقاومت زمین خنثی جریان می یابد تا یک مسیر تخلیه کامل ایجاد کند، که به عنوان محرک اصلی برای فعال سازی دستگاه عمل می کند.
مکانیسم اصلی آن در محدود کردن جریان مبتنی بر مقاومت و سرکوب بیش از حد ولتاژ است. در سیستم‌های نقطه خنثی غیرزمینی، خطاهای تک فاز به زمین جریان خطا خازنی با دامنه کم و در عین حال خطر بالای قوس الکتریکی متناوب ایجاد می‌کنند که بیشتر باعث می‌شود ولتاژ بیش از حد تشدید به اوج خود در ۳ تا ۴ برابر ولتاژ نامی برسد. چنین اضافه ولتاژی ممکن است به عایق کابل ها، تابلو برق و ترانسفورماتور آسیب برساند و منجر به خرابی تجهیزات در مقیاس بزرگ شود. پس از راه اندازی کابینت مقاومت زمین خنثی، جریان خطا باید از مقاومت های ولتاژ بالا با قدرت بالا در داخل کابینت عبور کند. مقاومت ها دامنه جریان خطا را به دقت محدود می کنند و از ضربه های شدید جریان به تجهیزات جلوگیری می کنند.
علاوه بر این، مقاومت‌ها به سرعت انرژی تشدید تولید شده توسط خطاها را تلف می‌کنند، تولید و احتراق مجدد قوس‌های متناوب را مهار می‌کنند، اضافه ولتاژ و ولتاژ فرورزونانس فرو رزونانس را حذف می‌کنند و ولتاژ سیستم به زمین را در محدوده ایمن تثبیت می‌کنند. علاوه بر این، ترانسفورماتورهای جریان داخلی سیگنال‌های جریان بلادرنگ را از حلقه‌های خطا جمع‌آوری می‌کنند و آن‌ها را به واحدهای حفاظتی مبتنی بر میکروکامپیوتر ارسال می‌کنند. در سیستم‌های غیر زمینی سنتی، جریان خطا ضعیف مانع از شناسایی دقیق عیوب توسط رله‌های حفاظتی می‌شود. کابینت مقاومت زمین خنثی به طور مصنوعی جریان خطای فعال را افزایش می‌دهد و دستگاه‌های حفاظتی را قادر می‌سازد تا اطلاعات خطا را به سرعت دریافت کنند، خطاها را به‌طور دقیق پیدا کنند و سیگنال‌های هشدار را ارسال کنند یا به موقع خاموش شوند.
با توجه به مقادیر مقاومت، کابینت ها به حالت های زمین با مقاومت بالا، مقاومت متوسط ​​و مقاومت پایین برای سناریوهای کاربردی مختلف تقسیم می شوند. اتصال زمین با مقاومت بالا بر سرکوب ولتاژ بیش از حد و محافظت از عایق تمرکز دارد و امکان عملکرد کوتاه مدت سیستم را با خطاهای موجود فراهم می کند. اتصال زمین با مقاومت متوسط ​​و کم بر محدود کردن جریان سریع و خاموش شدن حفاظتی قابل اعتماد برای جداسازی سریع عیب تأکید دارد، مناسب برای مکان‌هایی که به ایمنی منبع تغذیه بالا و سرعت پاسخگویی سریع به خطا نیاز دارند. به طور کلی، از طریق محدود کردن جریان غیرفعال، تثبیت ولتاژ اتلاف کننده انرژی و بازخورد سیگنال فعال، کابینت مقاومت زمین خنثی به طور اساسی خطرات پنهان کلیدی در سیستم‌های اتصال زمین با جریان کوچک را حذف می‌کند و قابلیت اطمینان منبع تغذیه و ایمنی تجهیزات را متعادل می‌کند. این یک دستگاه حفاظتی ضروری برای شبکه های توزیع برق ولتاژ متوسط ​​است.