چکیده

در این بخش قصد داریم با شما درمورد مقدار نامی بهینه مقاومت زمین صحبت نماییم .

مقاومت‌های زمین نصب شده برروی سیم خنثی یا نول ( NGRs Neutral grounding resistors) برای محافظت از شکست عایق در تجهیزات الکتریکی خطا دار استفاده می‌شود. این خطاها ناشی از ولتاژهای گذرا ای‌است که بوسیله خطای زمین بر روی سیستم‌های غیر زمین شده ایجاد می‌شود.

NGR همچنین فشارهای مکانیکی را در مدارها و دستگاه هایی که به صورت کامل زمین شده اند (solidly grounded systems) و جریان‌های خطا را در زمان خطا عبور می دهند، کاهش می‌دهد. به طور گسترده ای در سیستم‌های قدرت ولتاژ متوسط نیروگاه‌های تولید برق ، سیستم‌زمین با مقاومت کم به وسیله ی NGR استفاده می‌شود.

هدف از این مقاله ارائه روش تعیین اندازه NGR مطلوب و بهینه برای سیستم‌های ولتاژ متوسط در نیروگاه های تولید برق می‌باشد.

فهرست مطالب

1- مقدمه
2- سیستم‌زمین
۳-سیستم‌زمین‌کردن نیروگاه‌های تولید انرژی هسته ای
۴-تعیین مقدارنامی NGR برای شبکه ولتاژ متوسط
۵-نتایج و بحث

۱-مقدمه

برای تعیین مقاومت مطلوب زمین نول یا خنثی (NGR)، باید موارد زیادی را در نظر گرفت. حداکثر جریان خطای زمین مجاز محدود شده توسط مقاومت زمین باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا رله حفاظتی زمین (ground fault protection relay) را فعال کند. جریان خطای مجاز باید مطابق با طرح حفاظت و جریان اسمی تجهیزات (ژنراتور یا ترانسفورماتور) تعیین شود.

با این حال، بیشتر تحقیقات و مطالب مربوط به طراحی مقاومت زمین، تنها محدوده تقریبی مقدار NGR را برای زمین کم مقاومت یا سیستم‌زمین با مقاومت زیاد را نشان می‌دهد و تنها استاندارد موجود برای NGR استاندارد IEEE-32است که در آن درجه حرارت مجاز و درجه زمان تعریف شده‌است.

روش‌های سایزینگ و تایید NGR در هیچ مقاله و یا مطلب دیگری معرفی نشده‌است.بنابراین، مهندسین طراحی، ساخت و ساز و کار در این زمینه مشکلاتی را با توجه به عدم تطابق مقدارنامی NGR و سیستم حفاظت زمین در هنگام راه اندازی و بهره برداری تجربه کرده اند.در طول این مقاله یک روش برای تعیین NGR بهینه پیشنهاد شده‌است و از طریق مطالعه موردی بررسی می‌شود. مقدار نامی بهینه مقاومت زمین

۲- سیستم‌زمین

زمین‌کردن (grounding) سیستم قدرت بسیار مهم‌است، به ویژه به این دلیل که اکثر خطا ها با زمین درگیر هستند. بنابراین سیستم‌زمین‌کردن، تأثیر قابل توجهی در حفاظت از تمام اجزای سیستم قدرت دارد.

به طور کلی، سیستم‌زمین‌کردن براساس تجربه گذشته یا گسترش روش‌های زمین‌کردن موجود در تاسیسات الکتریکی انجام می‌شود. سه نوع سیستم‌زمین وجود دارد:

(1) غیر زمین شده (ungrounded)
(2) زمین‌کردن با مقاومت یا امپدانس (resistance or impedance)
(3) زمین‌کردن بدون مقاومت یا امپدانس (effective or solid grounding)

در عمل هر کدام کاربرد خود را همراه با مزایا و معایب خود دارند. توصیه ها بر اساس شیوه‌های عمومی و برخی از ترجیحات شخصی است.

2.1 سیستم‌های زمین نشده (Ungrounded systems)

یک سیستم‌زمین نشده، سیستمی‌است که در آن هیچ ارتباط عمدی میان هادیها و زمین وجود ندارد. با این حال، در هر سیستم، یک اتصال خازنی بین هادی‌های سیستم و سطوح زمین مجاور وجود دارد.

ولتاژ و امپدانس نشان داده شده درشکل 2 به شرح زیراست:

V_PN: ولتاژ اعمال شده (منبع بی نهایت)

1- Z_1(sys), Z_2(sys), Z_0(sys)_:مقادیر معادل امپدانس مثبت، منفی و توالی صفر منبع

2- Z_TX: امپدانس ترانسفورماتور (از آنجا که امپدانس مسیر بازگشت برای ترانسفورماتور ناچیزاست.

مقادیر امپدانس مثبت، منفی و صفر برای ترانسفورماتور همگی مشابه هستند)

3- Z_1(line), Z_2(line), Z_0(line): مقادیر امپدانس برای خط بین ترمینال‌های ثانویه ترانسفورماتور و خطای (فاز به زمین) PG

شکل 2. مدل شبکه توالی (Sequence network model) برای خطای فاز به زمین در یک سیستم غیر زمین نشده.

مقدار نامی بهینه مقاومت زمین

از آنجا که X_C0 خیل بزرگتر از مقادیر امپدانس دیگر سیستم می‌باشد، معادله 1 تقریبا به صورت زیر ساده می‌شود: (2)

در نتیجه، جریان خطای PG در یک سیستم‌زمین نشده بسیار کوچک‌است، و این جریان بسیار کوچک را برای تشخیص خطای زمین به وسیله ی رله ها نمی توان استفاده کرد.

2.2 سیستم‌های زمین شده مستقیم و بدون مقاومت و راکتانس (Solidly grounded systems)

(منظور از امپدانس عمدی مقاومت یا راکتانسی‌است که ما به صورت عمدی در سیستم‌زمین قرار می دهیم)

شکل 3. اتصال ترانسفورماتور Delta / grounded-wye.

2.3 زمین‌کردن با مقاومت

دو دسته گسترده از زمین‌کردن با مقاومت وجود دارد: مقاومت کم و مقاومت زیاد. در هر دو حالت زمین‌کردن، مقاومت بین خنثی یا همان نول و زمین در ترانسفورماتور ثانویه متصل شده‌است، همانطور که درشکل 5 یا در سیم پیچ ژنراتور و زمین ارت نشان داده‌شده‌است.

شکل 5. سیستم‌زمین‌کردن با مقاومت

به طور کلی، امپدانس‌های دیگر به جز امپدانس خنثی یا نول ناچیز هستند. از آنجایی که امپدانس خنثی در بخش باقی مانده مسیر جریان گردشی توالی صفراست، مقدارامپدانس آن به صورت سه برابر مقدارواقعی آن مدل سازی می‌شود و X_C0 در سیستم‌زمین‌کردن با مقاومت کم قابل چشم پوشی می‌باشد.

به همین دلیل، اندازه ی مقدارجریان خطای PG توسط مقدارامپدانس خنثی یا همان نول تعیین می گردد: (5)

دلایل محدود کردن جريان با مقاومت زمين ممکن است يک يا چند مورد زير باشد:

برای کاهش اثرات سوختن و ذوب در تجهیزات الکتریکی خطا دار مانند تابلو، ترانسفورماتور، کابل و ماشین‌های دوار.
برای کاهش تنشهای مکانیکی در مدار و دستگاه دارای جریان خطا.
کم کردن خطرات شوک الکتریکی به پرسنل ناشی از جریان‌های سرگردان خطای زمین در مسیر بازگشت زمین.
برای کاهش خطر قوس خطای الکتریکی به پرسنل که ممکن است به طور تصادفی باعث این خطا شده باشند و یا این که به صورت اتفاقی در زمان خطا در نزدیکی محل خطا قرار داشته باشند.

زمین‌کردن با مقاومت بالا معمولا از سطح خطای زمین 10 یا کمتر از ۱۰ آمپر استفاده می‌کنند، اگرچه برخی از سیستم‌های تخصصی در کلاس ولتاژ 15 کیلوولت ممکن است سطوح جریان خطای زمین را بالا ببرند. از سوی دیگر، زمین‌کردن با مقاومت کم، به طور معمول از سطح جریان خطای زمین حداقل 100 آمپر استفاده می‌کند، در حالی که جریان در محدوده 400-2000 آمپر معمول تراست.

۳- سیستم‌زمین‌کردن نیروگاه‌های تولید انرژی هسته ای

در زیر شرح مختصری از سیستم‌زمین‌کردن نیروگاه‌های تولید انرژی هسته ای‌است و شکل 6 نمودار مفهومی زمین‌کردن سیستم را نشان می‌دهد.

شکل 6. سیستم‌زمین‌کردن نیروگاه تولید انرژی هسته ای.

3.1 ژنراتور اصلی و ترانسفورماتور

ژنراتور اصلی باید همیشه دارای مقاومت بالا زمین باشد و ترانسفورماتور اصلی برای نیروگاه باید همواره در سمت ولتاژ بالا بدون مقاومت و امپدانس (solidly grounded) زمین شده باشد.

سمت ولتاژ پایین متصل به ژنراتور همیشه مثلث است. هیچ تجهیزات خاصی برای زمین‌کردن سمت ولتاژ بالا نیاز نیست.

3.2 ترانسفورماتور کمکی واحد Unit auxiliary transformers

ترانسفورماتورهای کمکی واحد (UAT) متصل به ژنراتور باید همیشه از سمت ولتاژ بالا مثلث متصل باشد.

اتصال سمت فشار ضعیف UAT به طور کلی اتصال wye است و باید زمین وجود داشته باشد.

مقاومت زمین مستقيما متصل شده به نول بايد حداقل 10 ثانيه تحمل جریان را داشته باشد.

3.3 ترانسفورماتور کمکی آماده به کار (Standby auxiliary transformers)

در هنگام استفاده از ترانسفورماتورهای کمکی (SAT) در حالت آماده به کار یا همان استندبای ممکن است اتصال wye برای سیم پیچ ولتاژ بالا و سیم پیچ ولتاژ پایین با سیم پیچ سوم اتصال دلتا داشته باشد. برای سمت ولتاژ بالا ، اتصال wye، خنثی باید به طور جامد یا همان بدون مقاومت و راکتانس زمین شود.

برای اتصال wye سمت ولتاژ پایین، خنثی یا نول باید مقاومت کمی داشته باشد تا حداکثر 2000 آمپر جریان خطای زمین جریان یابد. مقاومت زمین مستقيما متصل شده به نول بايد حداقل 10 ثانيه تحمل جریان را داشته باشد.

3.4 ترانسفورماتور مرکز بار

ترانسفورماتور تغذیه کننده بار ولتاژ پایین باید اتصال delta/wye و نول آن بدون مقاومت و راکتانس زمین شده باشد، مگر اینکه به طور خاص توسط مشتری نیاز متفاوت وجود داشته باشد.

3.5 دیزل ژنراتور

اگر در سیستم دیزل ژنراتور وجود داشت، باید دارای مقاومت کم در ولتاژ متوسط باشد و به طور جامد و بدون مقاومت و راکتانس در ولتاژ پایین زمین شود.

زمین با مقاومت کم باید حداکثر اجازه ی عبور 1000 آمپر جریان خطا زمین را بدهد. مقاومت زمین مستقيما متصل شده به نول بايد حداقل 10 ثانيه تحمل جریان را داشته باشد.

۴- تعیین مقدارنامی NGR برای شبکه ولتاژ متوسط

برای این مطالعه یک فرآیند طراحی و تایید درشکل 7 توسعه داده‌شده‌است. هر عامل موثر بر مقدارنامیNGR ها بررسی و دوباره در روند بررسی می‌شود تا مناسب بودن مقدارنامی NGR تایید شود.

در آخر، مقدارنامی NGR از طریق بررسی هماهنگی (coordination) رله حفاظت زمین تأیید می‌شود. مقدار نامی بهینه مقاومت زمین

شکل 7. نمودار تعیین NGR و تنظیم رله خطای زمین.

خازن بین خط و زمین (line-to-ground capacitance) در ارتباط با اجزای سیستم، مقادیر جریان شارژ توالی صفر را تعیین‌می‌کند.

مقاومت زمین باید اندازه ای باشد تا اطمینان حاصل شود که مقدارمحدودیت جریان خطای زمین بیشتر از جریان شارژ خازنی به زمین باشد. در غیر اینصورت، ولتاژهای گذرا می تواند رخ دهد. علاوه بر این، انتخاب NGR یک کار جامع است که شامل بسیاری از جنبه‌های سیستم قدرت‌است که درشکل 7 نشان داده‌شده‌است.

موارد زیر در هنگام انتخاب NGR به طور عمده در نظر گرفته می‌شود:

جریان شارژ
حداکثر جریان خطای مجاز برای شبکه
ولتاژ گذرا و سطح عایق تجهیزات
مقدارزمان مقاومت در برابر خطا و مقدارافزایش دما
حفاظت و هماهنگی خطا در زمین.

4.1 جریان شارژ و سطح جریان خطا

جریان شارژ یک سیستم می تواند با مجموع خازن توالی صفر یا با تعیین راکتانس خازنی تمام کابل و تجهیزات متصل به سیستم محاسبه شود. جریان شارژ سیستم در شرایط عملیاتی نرمال به شرح زیراست: C₀ خازن توالی صفر بر حسب μf (microfarad) در هر فاز و kV ولتاژ خط به خط می‌باشد (به شکل 8 نگاه کنید):

راکانس خازنی، اهم در هر فاز،

شکل 8. مسیر جریان خطای زمین در سیستم‌های زمین‌کردن با مقاومت.

جایی که (6)

جریان شارژ در 60 هرتز:

(7)

و در ادامه

از سوی دیگر، ترجیح این است که میزان جریان شارژ در سیستم‌های قدرت موجود برای انتخاب تجهیزات زمین‌کردن مناسب اندازه گیری شود. در صورت عملیاتی نبودن تمام تجهیزات در طول تست مقادیر اندازه گیری شده باید طوری تنظیم شوند که بیشترین جریان به دست بیاید. برای اندازه‌گیری ایمن جریان خازن نقطه خنثی ، اندازه‌گیری از سمت ثانویه شبکه پیشنهاد شده‌است. همچنین روش تزریق فرکانس مختلف برای اندازه گیری جریان خازنی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. و R₀مقاومت توالی صفر در هر فاز سیستم است. Xco راکتانس خازنی به زمین در هر فاز است و شامل خازن‌های تمام کابل ها، سیم‌پیچ‌های موتور، سیم پیچ ترانسفورماتور، خازن‌های ضربه ای یا شانت (surge or shunt capacitors) و سایر تجهیزات متصل به سیستم‌است.

مجموع جریان خطا مجموع برداری جریان شارژ خازنی و جریان مقاومت‌است:

بنابراین

، اگر I_R = 3I_C0, then I_F = 1.414 I_R

جريان خطاي کامل نباید از مقداري که سيستم برای آن طراحی شده‌است بيشتر باشد. با این حال، در بسیاری از موارد، سیستم ها برای جریان خطای سه فازی است که بسیار بیشتر از جریان خطای تک فاز به زمین یک سیستم‌زمین شده با مقاومت است طراحی می‌شوند.

در سیستم‌زمین‌کردن با مقاومت کم، رله‌های حفاظتی تشخیص خطای زمین گاهی اوقات در مشترک (common) یا باقی مانده (residual circuit) ترانسفورماتورهای جریان متصل می‌شوند.

در جایی که تریپ انتخابی (selective tripping) انجام می‌شود، جریان خطا معمولا ً به اندازه ای برابر با جریان نامی اولیه بزرگ‌ترین ترانسفورماتور جریان محدود می‌شود.

این رویه معمولا باعث می‌شود که حداکثر جریان خطای زمین تقریبا برابر با جریان نامی بار کامل ترانسفورماتور قدرت باشد.

توجیح این امر بر اساس مقدارنامی جریان 5A ترانسفورماتور جریان است. با یک رله اضافه جریان که دارای حداقل تنظیم موجود از 0.5 A‌است،مقاومت زمین انتخاب شده، 10 برابر جریان پیک آپ رله را در طی یک خطا امپدانس صفر امکان پذیر می سازد. این عملکرد رله را تضمین می‌کند.

4.2 ولتاژ گذرا و سطح عایق

یک سیستم‌زمین نشده بدون مسیر هادی عمدی به زمین دارای مسیری برای جابجایی جریانهای متناوب بین هادیهای فاز و زمین از طریق ظرفیت توزیع شده خازنی مدارها به زمین و سیم‌پیچ‌های تجهیزات و هر خازنهای ضربه ای (surge capacitors) یا خازن اصلاح ضریب توان متصل به زمین می‌باشد. این خازن ها عامل مهمی در تولید ولتاژ گذرا در طول خطای زمین‌است.

قوس‌های ضربه‌های دوباره (منظور قطع و وصل‌های بریکر است) پس از وقفه جریان در بریکر یا در خطا می تواند منجر به بروز اضافه ولتاژهای مخرب در سیستم‌های زمین نشده شود. این پدیده درشکل 9 نشان داده‌شده‌است.

شکل 9. اضافه ولتاژ گذرا در یک سیستم‌زمین نشده.

سیستم خازنی

در سیستم خازنی، جریان نسبت به ولتاژ نزدیک به 90 درجه پیش فاز می‌شود. هنگامی که جریان قطع شود و یا قوس در مقدار صفر یا نزدیک آن خاموش شود، ولتاژ در حداکثرمقدار آن یا نزدیک آن‌است.

با باز شدن بریکر یا مدار شکن، این ولتاژ در خازن باقی می ماند و با ثابت زمانی سیستم خازنی کاهش پیدا می‌کند. در سیستم منبع، همچنان ادامه پیدا می‌کند که با VS نشان داده‌شده‌است.

بنابراین، در یک نیمه سیکل، ولتاژ در طول کنتاکت‌های باز تقریبا دو برابرمقدار پیک عادی است. اگر یک ضربه ی دوباره رخ می‌دهد (سوئیچ بسته درشکل 9)، ولتاژ پایه +1 pu سیستم خازنی به ولتاژ سیستم -1 pu شیفت پیدا می‌شود، اما به دلیل سیستم القایی و اینرسی، احتمال دارد تا حداکثر مقدار −3 pu (overshoot)اورشوت کند. اگر قوس دوباره نزدیک به صفر خاموش شود (کلید باز) اما ضربه دوباره ایجاد شود (سوئیچ بسته) دوباره، ولتاژ سیستم سعی خواهد کرد به +1 pu شیفت پیدا کند، به همین ترتیب یک اورشوت بعدی (منظور از اورشوت افزایش ناگهانی پیک ولتاژ می‌باشد) ایجاد می‌شود، این بار به حداکثر پتانسیل +5 pu پیک تغییر می‌کند.

در عین حال، این سیستم میتواند به −7 pu ادامه پیدا کند، بدون شک، عایق سیستم از بین می‌رود و موجب خطای بیشتر میشود.

بنابراین سیستم‌های زمین نشده باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرند و در ولتاژ پایین استفاده شوند، در حالی که سطوح عایق سیستم بیشتر باشد.

4.3 تحمل زمانی و افزایش درجه حرارت

به طور معمول، رله حفاظتی طی چند سیکل عمل می‌کند. IEEE 32 مقاومت استاندارد را بر اساس زمان تعریف می‌کند. کمترین میزان 10 ثانیه‌است، اما به منظور صرفه جویی در مواد / فضا، می تواند کاهش یابد. این مقدار می تواند تا به اندازه 30 یا 60 ثانیه در مورد های خاص و نادر افزایش پیدا کند.

ضریب مقاومتی به طور معمول با دمای مواد افزایش می‌یابد، بنابراین مقاومت NGR در زمان عملکرد افزایش می‌یابد. با افزایش مقاومت، جریان کاهش می‌یابد.

بنابراین، زمانی که یک محاسبه تنظیم رله برای زمین انجام می‌شود، زمان نامی و مقدار مقاومت نامی مقاومت زمین باید تایید شود.

4.4 هماهنگی رله خطای زمین (Ground fault relay coordination)

سی تی ها و رله ها باید طوری طراحی شوند که سیستم بر اساس خطای جریان خطای زمین عمل کنند، اما نه در شرایط گذرا مانند راه اندازی موتورهای بزرگ.

شکل 10 یک مثال از طرح حفاظت از خطای زمین برای تابلوهای Class 1E 4.16kV است که توسط ترانسفورماتور کمکی واحد (UAT) در یک نیروگاه هسته ای تغذیه می‌شوند را نمایش میدهد.

در این مثال ، مقدارنامی NGR 2.15063 Ω می‌باشد و حداکثر جریان خطا 1200 آمپر است. حداکثر جریان خطا در مقداری برابر با جریان سیم پیچ X در مقدارنامی ONAN تعیین شده‌است.

سیم‌پیچ‌های X و Y با استفاده از همان اندازه مقاومت برای راحتی طراحی و تعمیر و نگهداری استفاده می‌شود.

شکل 10. طرح حفاظت از خطا زمین از class 1E MV سوئیچینگ تغذیه شده از ترانسفورماتور واحد AUX.

شکل 11 منحنی مشخصه زمانی رله حفاظت از زمین را نمایش می‌دهد که نمایانگر هماهنگی بین رله‌های بالادست و پایین است. رله اضافه جریان (51G) روی نول زمین شده یک ترانسفورماتور متصل شده‌است و در حداقل مقادیر جریان پیکاپ تنظیم شده‌است، اما نه کمتر از 10٪ از مقدارنامی NGR و تاخیر زمانی با رله‌های زمین فیدر پایین انتخاب می‌شود. بر این اساس حدود 160 A برای تنظیم رله 51G مناسب‌است، تا هماهنگی با رله‌های فیدر زمین فیدر شاخه 4.16 کیلو ولت SWGR که در 20 A و 120 A تنظیم شده اند انجام شود رله حفاظت زمین که روی فیدر ورودی سوئیچ ها نصب می‌شود از نوع باقی مانده (51N)است.

شکل 11. منحنی هماهنگی حفاظت خطای زمین برای تابلو MV.

درشکل 11 (a)

رله51N کلاس 1E 4.16kV SWGR در 120 A برای هماهنگی با رله حفاظت زمین نول زمین ترانسفورماتور 51G تنظیم شده‌است. در این حالت، مقدار تنظیم رله (51N(R2 تنها 4٪ از جریان نامی CT است (3000 آمپر) و ممکن است باعث عملکرد ناخواسته رله زمین ناشی از خطای CT شود.

رله نباید در مقداری کمتر از کلاس دقت از CT تنظیم شود. به طور کلی، دقت حفاظت سی تی ها IEEE CT 10٪است.

هماهنگی بین (51G(R1 نولUAT و (51N(R2 فیدر ورودی 4.16 کیلو وات SWGR می تواند قربانی شود.

با این حال، هماهنگی بین رله‌های (51N(R2 و رله‌های پایین دست (R3 و R4) باید همچنان مانند شکل 11 (b) وجود داشته باشد.

فیدرهای موتوری با رله اضافه جریان لحظه ای زمین (50G) متصل به یک CT کور بالانس حافظت می‌شوند. 50G(R4) برای فیدر موتور در پایینترین حالت تنظیم می‌شود و مقدار پیکاپ معمول آن 10-20 آمپراست. در صورت فیدر خروجی برای فیدر فرعی 4.16 کیلوولت Non Class 1E SWGR، رله 51N(R3) استفاده می‌شود و باید هماهنگی با رله اضافه جریان زمین بالا و پایین دست انجام شود. (51N(R3 در 120A تنظیم شده‌است. 120 آمپر 10٪ جریان نامی اولیه CT 1200Aاست.

در نتیجه، رله (51N(R3 به درستی با رله‌های جریان بالا دست هماهنگ است. بنابراین، شکل 11 (b) هماهنگی بهتر حفاظت نسبت به شکل 11 (a) دارا می‌باشد.

۵- نتایج و بحث

از سوی دیگر، در سیستم‌زمین‌کردن کم مقاومت، سطح جریان خطای زمین و محدوده ی انتخاب رله‌های خطا زمین برای تعیین مقدارنامی NGR نسبت به پارامترهای دیگر بسیار مهم تراست.

در مطالعه موردی، رله خطای زمین (51G) در 13.3٪ (160 آمپر) از مقدارنامی NGR تنظیم شد و از طریق هماهنگی با رله فیدر شاخه ی SWGR 4.16 تریپ انتخابی امکان پذیر شد.

بنابراین، مقدارنامیNGR مطابق با الزامات مندرج در بخش های 4.1-4.4 است.

اگر مقدارنامی NGR بیشتر از 1200 آمپر باشد، جریان خطای زمین بزرگتر در مدار غیر قابل اجتناب است. با این حال، اگر مقدارنامی NGR کوچکتر از 1200 آمپر باشد، هماهنگی بین رله‌های پایین دست 51N دشوار است یا تشخیص خطا در خطای زمین امپدانس بالا غیر حساس‌است.

در نتیجه، منجر به نا هماهنگی سیستم حفاظت خطای زمین می‌شود. روش تعیین مقدار بهینه NGR و روش تایید آن در این مقاله به طراحی سیستم‌های حفاظت زمین قابل اعتماد و ایمن برای نیروگاه‌های برق کمک خواهد کرد.

این ارزیابی دوباره زمانی که ترانسفورماتور با پیشنهاد NGR ارزیابی می‌شود.