ترانس زمین

در پست های فشار قوی برای محدود نمودن جریان اتصال کوتاه تکفاز، ثابت نگه داشتن ولتاژ نقطه صفر و ازهمه مهمتر ایجاد نقطه صفر مصنوعی برای اتصال مثلث طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت ، از وسیله‌ای بنام ترانسفور ماتور زمین استفاده می شود. در سمت مثلث ترانس های قدرتی که اتصال مثلث/ستاره دارند نیز از ترانس زمین استفاده می کنند. هدف اصلی این ترانس ایجاد نقطه نوترال یا خنثی برای دو منظور می باشد: اول امکان اتصال بار تکفاز به ترانس و دوم امکان تشخیص خطای تکفاز.در یک ترانسفورماتور قدرت که اتصال آن مثلث/ستاره می باشد ، خطای اتصال کوتاه تکفاز به زمین سمت مثلث، قابل تشخیص نخواهد بود زیرا جریان خطا مسیر خود را از طریق امپدانس های خازنی موجود خواهد بست. لذا برای تشخیص خطاهای تکفاز به زمین از ترانسفورماتور زمین استفاده می شود. این ترانس با ایجاد یک نقطه زمین مصنوعی، مسیر عبور جریان خطا به زمین را تکمیل کرده و می توان با استفاده از یک رله تشخیص زمین، خطای بوجود آمده را رفع کرد.

ترانسفورماتور زمین به دو صورت زیر ساخته می شود: 1- ترانسفورماتور زمین با یک سیم پیچ زیگزاگ که نقطه نوترال آن بطور مستقیم و یا توسط یک امپدانس به زمین متصل می‌شود. 2- ترانسفورماتور زمین با دو سیم پیچ اولیه و ثانویه که سیم پیچ اولیه آن با اتصال زیگزاگ بوده و نقطه نوترال آن می تواند بطور مستقیم یا توسط یک امپدانس به زمین متصل شود و سیم پیچ ثانویه آن با اتصال نوع ستاره و با توان پیوسته مشخص، جهت تغذیه کمکی در پست به کارمی رود. اگر سیم پیچ دیگری با اتصال ستاره با نقطه صفر جهت تأمین مصارف داخلی به ترانسفورماتور زمین افزوده شود چنین ترانسفورماتوری را ترانسفورماتور زمین –کمکی می نامند. ترانسفورماتور زمین -کمکی معمولاً در طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت نصب می گردد و ولتاژ اولیه آن 20 ، 33، 63 یا 11 کیلو ولت بوده و طرف ثانویه آن 400/230 ولت می باشد. ترانسفوماتور زمین-کمکی بایداز نوع هسته‌ای، سه فاز روغنی و خنک شونده طبیعی بوده ودارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه جداگانه باشد. سیم پیچ اولیه(فشار قوی) آن باید دارای اتصال زیگزاگ باشد و نقطه نوترال آن می‌تواند بطور مستقیم یا با مقامت به زمین متصل شود. سیم پیچ ثانویه ( فشار ضعیف) باید دارای اتصال ستاره با نوترال باشد. طرف فشار قوی بطور مستقیم به ترانسفورماتور قدرت متصل می گردد. ترانسفوماتور و تجهیزات وابسته به آن باید چنان باشند که به راحتی نیروهای وارده ناشی از عملیات حمل و نقل، نصب و بهره برداری را تحمل نماید.

ترانس های زمین معمولا دارای یک سیم پیچ زیگزاگ می باشند و سیم پیچ دیگری در ثانویه ندارند. همانگونه که میدانید سیم پیچ های زیگزاگ یا همان ستاره شکسته از دو قسمت مساوی در هر ساق تشکیل شده اند و نحوه ی پیچاندن آنها به دور ستون های هسته به گونه ای است که در حالت عادی آمپر دورهای تولید شده توسط هر نصف سیم پیچ همدیگر را خنثی می کنند و جریانی از نقطه نوترال سیم پیچ زیگزاگ عبور نمی کند. ولی در زمان بروز اتصال تکفاز به زمین سه برابر جریان مولفه صفر از نقطه صفر عبور کرده و باعث تحرک رله حفاظتی شده و قسمت معیوب را از شبکه جدا می کند.