NGR が変圧器に使用されるのはなぜですか?

変圧器で中性点接地抵抗器 (NGR) を使用する主な目的は、直接接地、非接地、またはアーク キャンセリングなどの従来の接地方法の制限に対処しながら、抵抗接地バランス装置、システムの安全性、および電力連続性の要件による保護を提供することです。その理由は次のとおりです。
1.地絡電流を制限し、機器の安全を保護します。
直接接地の欠点:
変圧器の中性点が直接接地されている場合、単相地絡事故（単相導体が地面に接触するなど）により短絡電流が急激に増加し、変圧器の巻線、鉄心、中性絶縁体が焼損したり、火災を引き起こす可能性があります。-たとえば、直接接地された 10kV システムでは、故障電流が数千アンペアに達する可能性があり、デバイスが許容できる電流をはるかに超えています。
NGR ソリューション:
中性点と接地の間に一連の抵抗を挿入することにより、故障電流は安全な範囲（たとえば、数十アンペア、数百アンペア）に制限されます。例えば：
10kV システムの場合、NGR 抵抗器は通常数十オームで、機器の損傷を防ぐために故障電流を 100 ～ 400A に制限します。. 35kV システム: 抵抗値が高く (例: 数百オーム)、電流を低レベル (例: 50 ～ 100A) に制限します。
2.過電圧抑制、過電圧絶縁および保護システム
非接地システムの過電圧リスク:
中性点が接地されていない場合、単相地絡事故により、無故障相電圧が線間電圧（相電圧のμ3 倍）まで上昇し、絶縁破壊を引き起こす可能性があります。-さらに、故障アークは繰り返し消滅と再点火を繰り返す可能性があり、相電圧の数倍（例：相電圧の. 6-8倍）のアークフラッシュを生成して過電圧を接地し、機器の絶縁を脅かします。
制限事項 アーク抑制コイルの接地:
アーク消散ループは容量性電流を補償し、誘導電流によってアークを消滅させます。ただし、過電圧振幅を制限することはできず、鉄共振過電圧を引き起こす可能性があります。
NGR抑制効果:
残留電荷の放電: 故障アークが消滅した後、NGR はシステムの接地容量内の残留電荷の放電経路を提供し、アーク再点火の可能性を減らします。減衰共振: 減衰要素としての抵抗。干渉共振状態では、過電圧の振幅が相電圧の 2.5 倍に制限され、機器の耐用年数が長くなります。
3. 電力供給継続性の向上と停電範囲の縮小
強力なグラウンディングへの近道:
固体接地システムでは、単相地絡が発生すると直ちに保護装置がトリップし、広い範囲で停電が発生します。-
NGR の互換性:
NGR を使用すると、単相地絡事故が発生した場合にシステムを短時間（たとえば 1-2 時間）動作させることができ、メンテナンス時間を稼ぐことができます。例えば：
都市配電ネットワーク: 10kV ケーブルネットワークに NGR を導入すると、障害のないエリアでの電力供給を確保しながら、断層線を切断するだけで断層線の検出精度が 95% 以上に向上します。
産業ユーザー: 石油化学、鉱山、その他の産業では、高い継続性の電源供給が必要です。 NGR は、電気のアークによる火災や爆発の発生を防ぎ、プラント全体の停電を防ぐことができます。
4. リレー保護要件を満たす
保護装置の動作要件:
リレー保護装置は、障害を特定して排除するために、地絡電流を検出する必要があります。電流が低すぎる場合（たとえば、接地システムがない場合）、保護が動作しない可能性があり、電流が高すぎる場合（たとえば、直接接地システム）、保護が機能しない可能性があります。
NGR のバランシング機能:
抵抗値を調整することにより、故障電流がリレー保護装置の感度範囲内 (例: 10 ～ 100A) に制御され、高速かつ正確な動作が保証されます。例えば：
ゼロシーケンス電流保護: NGR は、保護装置に安定したゼロシーケンス電流信号を提供し、故障線を特定します。-
差動保護: NGR は、内部変圧器に障害が発生した場合でも、差動保護の通常の動作には影響しません。
さまざまな容量電流要件システムに適応します。
容量性電流の影響:
システム容量電流 (IC) は、ケーブルの長さに応じて増加します。 IC がある値を超えると (たとえば、単 10kV システムで 30A を超える)、アークが消えるのが難しくなり、電流を制限するために NGR が必要になります。
NGR の柔軟性:
さまざまな状況のニーズを満たすために、システムの容量性電流に応じて抵抗値を調整できます。例えば：
低容量電流システム: 電流制限と過電圧抑制の両方を実現するには、低い抵抗値を選択します。高容量電流システム: 高抵抗、オーバーフローによる過熱を選択してください。
6. 国際規格および安全規制の遵守
標準要件:
IEEE、IEC、およびその他の標準は、NGR の設計、テスト、設置要件を定義しています。
温度定格: 抵抗器は、故障電流によって発生する熱 (たとえば、760 度で 10 秒間) に耐えることができなければなりません。
安全認証:
NGR 製品は、極端な動作条件における信頼性を確保するために、CSA、UL、およびその他の機関による認定を受ける必要があります。
7. 実用化事例の検証
発電所のケーススタディ:
50MW 発電機セットは中性点で NGR を使用し、故障電流を 5 ～ 25A に制限し、巻線を絶縁から保護し、コアの飽和を防ぎます。
都市物流ネットワークのケーススタディ:
10kV ケーブル ネットワークでは、NGR テクノロジーを使用してアーク故障接地過電圧を定格値の 2.5 倍未満に制御し、故障率を 60% 削減し、電源の信頼性を大幅に向上させています。{1}