Welche Funktion hat ein Erdungstransformator?

In einem dreiphasigen Stromnetz besteht eine Kapazität zwischen jedem Phasenleiter sowie zwischen jeder Phase und Erde. Wenn der Sternpunkt des Netzes nicht fest geerdet ist, ist die Phase-Erde-Spannung der einfach geerdeten Phase Null, während die Phase-Erde-Spannung der anderen beiden Phasen auf das √3-fache ansteigt. Obwohl die Erhöhung der Phasenspannung die vorgesehene Isolationsfestigkeit nicht überschreitet, führt sie zu einer Erhöhung der Erdkapazität. Bei einphasiger Erdung beträgt der Kapazitätsstrom das Dreifache des normalen Betriebskapazitätsstroms zwischen Phase und Erde.

Wenn der Kapazitätsstrom groß ist, ist er anfällig für intermittierende Lichtbögen, was zu Überspannungen führt, die sich auf die Schwingkreise der Netzinduktivität und -kapazität auswirken und Werte erreichen, die das 2.5- bis 3-fache der Phasenspannung erreichen. Je höher die Netzspannung, desto größer ist die Gefahr einer dadurch verursachten Überspannung. Daher können nur Stromversorgungssysteme mit Sternpunkten unter 60 kV ungeerdet bleiben, da ihr einphasiger Erdungskapazitätsstrom relativ klein ist. Andernfalls sollte der Sternpunkt über einen Erdungstransformator mittels Impedanzerdung geerdet werden.

Wenn eine Seite des Haupttransformators der Umspannstation (z. B. die 10-kV-Seite) über eine Dreieck- oder Sternwicklung verfügt und kein Sternpunkt für die Erdung vorhanden ist, ist bei einphasigem Kapazitätsstrom ein Erdungstransformator (Drossel mit Zickzackwicklung) erforderlich zum Boden ist groß. Dadurch entsteht ein künstlicher Neutralpunkt im Netz zur Erdung durch eine stromlose Spule, wie in Abbildung 114-1 dargestellt. Der Zweck des Erdungstransformators besteht darin, einen künstlichen Sternpunkt im Netz zu schaffen.

Im Normalbetrieb des Stromnetzes hält der Erdungstransformator der symmetrischen Spannung des Netzes stand, wobei im Leerlaufzustand nur ein geringer Erregerstrom fließt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Potentialdifferenz zwischen Sternpunkt und Erde Null (ohne Berücksichtigung der Sternpunktverschiebungsspannung der stromlosen Spule) und es fließt kein Strom durch die stromlose Spule.

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