หลักการทำงานของตู้ต้านทานกราวด์เป็นกลาง

ที่ตู้ต้านทานกราวด์เป็นกลางเป็นอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัยที่สำคัญในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลางและสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบไฟฟ้ากำลังลงกราวด์กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่ 6 kV, 10 kV และ 35 kV สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ สถานีไฟฟ้าย่อย สถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และพลังงานลม ฟังก์ชันหลักคือการแก้ไขปัญหาต่างๆ รวมถึงแรงดันไฟฟ้าเกิน การจุดระเบิดของอาร์กใหม่ และการพังทลายของอุปกรณ์ที่เกิดจากข้อผิดพลาดแบบเฟสเดียวสู่ดิน เพื่อรับประกันการทำงานของระบบที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพ หลักการทำงานโดยรวมอิงตามคุณลักษณะการต่อลงกราวด์จุดที่เป็นกลางของระบบไฟฟ้ารวมกับการจำกัดกระแสตามตัวต้านทาน เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า และกลไกป้อนกลับสัญญาณ ทำงานภายใต้สองเงื่อนไข: การทำงานปกติและสภาวะความผิดปกติ
ภายใต้การทำงานปกติของระบบ แรงดันไฟฟ้าสามเฟสจะยังคงสมมาตรและสมดุล ศักย์จุดที่เป็นกลางของหม้อแปลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่ากับศูนย์โดยไม่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าเทียบกับพื้นโลก ในขณะนี้ ส่วนประกอบตัวต้านทาน หม้อแปลงเครื่องมือ และโมดูลสายไฟภายในตู้ตัวต้านทานกราวด์ที่เป็นกลางทำงานภายใต้สภาวะสแตนด์บายที่ไม่มีโหลดโดยไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน อุปกรณ์ไม่สูญเสียหรือเกิดความร้อนและเพียงแต่ทำให้พร้อมสำหรับการบริการเท่านั้น ไม่มีผลกระทบเชิงลบต่อแหล่งจ่ายไฟปกติและไม่สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า ซึ่งจะปรับให้เข้ากับการทำงานของระบบในสภาวะคงตัวในระยะยาว
เมื่อเกิดข้อผิดพลาดจากเฟสเดียวสู่ดิน เช่น ความเสียหายของฉนวน สายเคเบิลตกถึงกราวด์ หรืออุปกรณ์เสียหาย สมดุลสามเฟสจะเสียหาย แรงดันไฟฟ้าของเฟสที่ผิดปกติจะลดลงอย่างรวดเร็วในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของเฟสที่ไม่ผิดพลาดเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ศักย์ไฟฟ้าที่จุดเป็นกลางชดเชยกับโลก วงจรนำไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างจุดที่เป็นกลางกับกราวด์ และกระแสไฟฟ้าฟอลต์ของการลงกราวด์จะไหลผ่านตู้ตัวต้านทานกราวด์ที่เป็นกลางเพื่อสร้างเส้นทางคายประจุที่สมบูรณ์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นทริกเกอร์หลักสำหรับการเปิดใช้งานอุปกรณ์
กลไกหลักอยู่ที่การจำกัดกระแสและการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินตามตัวต้านทาน ในระบบจุดที่เป็นกลางแบบไม่มีกราวด์ ข้อผิดพลาดจากเฟสเดียวสู่ดินจะสร้างกระแสฟอลต์แบบคาปาซิทีฟที่มีแอมพลิจูดต่ำแต่มีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดอาร์คไฟฟ้าเป็นระยะๆ ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินแบบเรโซแนนซ์ถึงจุดสูงสุดที่ 3-4 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าเกินดังกล่าวอาจทำให้ฉนวนของสายเคเบิล สวิตช์เกียร์ และหม้อแปลงเสียหาย และส่งผลให้อุปกรณ์เสียหายขนาดใหญ่ หลังจากใช้งานตู้ตัวต้านทานต่อสายดินที่เป็นกลางแล้ว กระแสไฟฟ้าลัดจะต้องผ่านตัวต้านทานไฟฟ้าแรงสูงกำลังสูงภายในตู้ ตัวต้านทานจำกัดแอมพลิจูดของกระแสไฟฟ้าลัดอย่างแม่นยำ และหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อตที่หนักต่ออุปกรณ์
นอกจากนี้ ตัวต้านทานจะกระจายพลังงานเรโซแนนซ์ที่เกิดจากความผิดพลาดอย่างรวดเร็ว ควบคุมการสร้างและการจุดระเบิดใหม่ของส่วนโค้งที่ไม่ต่อเนื่อง กำจัดแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากอาร์กกราวด์และแรงดันเกินด้วยเฟอร์โรเรโซแนนซ์ และทำให้แรงดันไฟฟ้าของระบบสู่ดินมีความเสถียรภายในช่วงที่ปลอดภัย นอกจากนี้ หม้อแปลงกระแสในตัวยังรวบรวมสัญญาณกระแสแบบเรียลไทม์จากลูปข้อบกพร่องและส่งไปยังยูนิตป้องกันที่ใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ ในระบบที่ไม่มีพื้นฐานแบบดั้งเดิม กระแสไฟลัดที่อ่อนจะป้องกันไม่ให้รีเลย์ป้องกันระบุข้อผิดพลาดได้อย่างแม่นยำ ตู้ตัวต้านทานต่อกราวด์ที่เป็นกลางจะเพิ่มกระแสไฟลัดที่ใช้งานจริง ทำให้อุปกรณ์ป้องกันสามารถเก็บข้อมูลข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว ค้นหาตำแหน่งข้อผิดพลาดได้อย่างแม่นยำ และส่งสัญญาณเตือนภัยหรือทริกเกอร์การสะดุดในเวลาที่เหมาะสม
ตามค่าความต้านทาน ตู้จะแบ่งออกเป็นโหมดการต่อลงดินที่มีความต้านทานสูง ความต้านทานปานกลาง และความต้านทานต่ำ สำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน การต่อสายดินที่มีความต้านทานสูงมุ่งเน้นไปที่การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินและการป้องกันฉนวน และช่วยให้ระบบทำงานได้ในระยะสั้นโดยมีข้อบกพร่องที่มีอยู่ การต่อสายดินที่มีความต้านทานปานกลางและต่ำเน้นการจำกัดกระแสอย่างรวดเร็วและการสะดุดการป้องกันที่เชื่อถือได้เพื่อการแยกข้อผิดพลาดอย่างรวดเร็ว เหมาะสำหรับไซต์ที่ต้องการความปลอดภัยของแหล่งจ่ายไฟสูงและความเร็วในการตอบสนองข้อผิดพลาดที่รวดเร็ว โดยทั่วไป ด้วยการจำกัดกระแสแพสซีฟ เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าที่กระจายพลังงาน และการตอบสนองของสัญญาณที่ทำงานอยู่ ตู้ตัวต้านทานต่อกราวด์เป็นกลางช่วยขจัดความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่ที่สำคัญในระบบการต่อสายดินกระแสไฟขนาดเล็ก และสร้างสมดุลระหว่างความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟและความปลอดภัยของอุปกรณ์ ถือเป็นอุปกรณ์ป้องกันที่ขาดไม่ได้สำหรับเครือข่ายจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง