Zašto naponski i strujni transformatori moraju biti uzemljeni?

U elektroenergetskim sistemima, primarna strana transformatora se povezuje na visokonaponske-vodove, dok se sekundarna strana povezuje na mjerne instrumente i uređaje za zaštitu releja, što zahtijeva česte kontakte operatera.

Sprečavanje kvara visokog-napona: Ako se izolacija između primarnog i sekundarnog namota transformatora pokvari zbog starenja, vlage ili prenapona, visoki napon (npr. 10kV, 35kV) sa primarne strane će direktno ući u sekundarni krug. U ovoj situaciji, sva sekundarna oprema i ožičenje će biti pod opasno visokim naponom, direktno ugrožavajući živote operatera.

Funkcija zaštitnog uzemljenja: Nakon pouzdanog uzemljenja jednog kraja sekundarne strane, u slučaju prenapona visokog-napona, ogromna struja kvara brzo će teći u zemlju kroz tačku uzemljenja, nasilno stežući napon na sekundarnoj strani za potencijal uzemljenja (tj. nulti potencijal), čime se osigurava da osoblje koje stoji na zemlji neće dodirivati ​​drugu električnu opremu.

Distribuirani kapacitet postoji između primarnog i sekundarnog namotaja instrumentalnog transformatora, te između sekundarnog namotaja i zemlje. Tokom normalnog rada, efekat podjele napona ovih kapacitivnosti će uzrokovati da neuzemljeni sekundarni namotaj generiše plutajući potencijal u odnosu na masu, tj. postoji određeni napon. Iako ovaj napon obično nije visok, ipak može uzrokovati ozljede slabo izolirane sekundarne opreme ili osoblja pod određenim okolnostima. Uzemljenje sekundarne strane eliminira ovaj plutajući potencijal.

U određenim sistemima (kao što su sistemi uzemljenja niske-uzemljenja), uzemljenje neutralne tačke na primarnoj strani naponskog transformatora obezbjeđuje put za struju nulte{1}} sekvence sistema. Ovo omogućava uređaju za nadzor izolacije da ispravno otkrije napon nulte{3}}slijede i izda alarmni signal kada se dogodi jednofazni kvar uzemljenja, upozoravajući operatere da odmah riješe situaciju.

Iako sekundarna strana mora biti uzemljena, u povezanom sekundarnom kolu (npr. cijeli krug od transformatora do kontrolne sobe) može postojati samo jedna tačka uzemljenja.

Ako postoje dvije ili više tačaka uzemljenja, jer mreža uzemljenja trafostanice nije savršeno ekvipotencijalna, razlika potencijala će se generirati između različitih tačaka uzemljenja kada se velika struja (kao što je struja kratkog{0}}spoja) ubrizgava u mrežu. Ovo stvara dodatnu struju koja kruži u sekundarnom kolu, što dovodi do netočnih mjernih podataka, pa čak i do kvara ili neispravnosti uređaja za zaštitu releja, što rezultira ozbiljnim posljedicama.