Чому трансформатори напруги та трансформатори струму повинні бути заземлені?

У системах живлення первинна сторона трансформатора підключається до ліній високої-напруги, тоді як вторинна сторона підключається до вимірювальних приладів і пристроїв релейного захисту, що вимагає частого контакту операторів.

Запобігання-пробою під високою напругою: якщо ізоляція між первинною та вторинною обмотками трансформатора руйнується через старіння, вологість або перенапругу, висока напруга (наприклад, 10 кВ, 35 кВ) із первинної сторони безпосередньо потраплятиме у вторинне коло. У цій ситуації все вторинне обладнання та проводка будуть під небезпечно високою напругою, що безпосередньо загрожує життю операторів.

Функція захисного заземлення: після надійного заземлення одного кінця вторинної сторони, у разі високого-стрибка напруги, величезний струм пошкодження швидко потече в землю через точку заземлення, примусово обмежуючи напругу на вторинній стороні потенціалом землі (тобто нульовим потенціалом), таким чином гарантуючи, що персонал, який стоїть на землі, не постраждає від ураження електричним струмом під час торкання вторинного обладнання.

Розподілена ємність існує між первинною та вторинною обмотками вимірювального трансформатора, а також між вторинною обмоткою та землею. Під час нормальної роботи ефект поділу напруги цих ємностей призведе до того, що незаземлена вторинна обмотка генеруватиме плаваючий потенціал відносно землі, тобто існує певна напруга. Хоча ця напруга, як правило, невисока, за певних обставин вона може призвести до травми слабо ізольованого вторинного обладнання або персоналу. Заземлення вторинної сторони усуває цей плаваючий потенціал.

У певних системах (наприклад, системах заземлення з низьким-струмом) заземлення нейтральної точки на первинній стороні трансформатора напруги забезпечує шлях для струму нульової-послідовності системи. Це дозволяє пристрою моніторингу ізоляції правильно виявляти напругу нульової-послідовності та видавати сигнал тривоги, коли виникає однофазне замикання на землю-, сповіщаючи операторів про необхідність негайного вирішення ситуації.

Хоча вторинна сторона повинна бути заземлена, у підключеному вторинному ланцюзі (наприклад, у всьому колі від трансформатора до диспетчерської) може бути лише одна точка заземлення.

Якщо існує дві або більше точок заземлення, оскільки сітка заземлення підстанції не є ідеально еквіпотенціальною, різниця потенціалів утворюватиметься між різними точками заземлення, коли в мережу вводиться великий струм (наприклад, струм короткого-замикання). Це створює додатковий циркулюючий струм у вторинному ланцюзі, що призводить до неточних даних вимірювань і навіть до несправності або відмови пристроїв релейного захисту, що призводить до серйозних наслідків.