Modo neutro é o ponto de sequência zero dos enrolamentos de um transformador ou gerador, que é conectado a um eletrodo de aterramento, equipamento especializado ou isolado de grampos externos. Sua escolha correta determina os mecanismos de proteção da rede, traz características significativas no desempenho. Quais variedades são encontradas e as vantagens de cada opção, leia mais no artigo.
Visão geral
Os modos neutros das instalações elétricas são selecionados a partir da prática mundial geralmente aceita e bem estabelecida. Algumas alterações e ajustes são feitos a partir das características dos sistemas estaduais de energia, o que está associado às capacidades financeiras das associações, ao comprimento da rede e outros parâmetros.
Para determinar o neutro e seu modo de operação, basta navegar nos diagramas visuais das instalações elétricas. Atenção especial deve ser dada aos transformadores de potência e seusenrolamentos. Este último pode ser realizado por uma estrela ou um triângulo. Mais detalhes abaixo.
Triângulo implica o isolamento do ponto zero. Estrela - a presença de um eletrodo de aterramento, que está conectado a:
- loop de terra;
- resistor;
- reator arc.
O que determina a escolha do ponto de conexão zero?
A escolha do modo neutro depende de uma série de características, entre as quais:
- Confiabilidade da rede. O primeiro critério está associado à proteção predial contra uma f alta à terra monofásica. Para a operação de uma rede de 10 a 35 kV, geralmente é usado um neutro isolado, que não desliga a linha devido a um ramal caído e até mesmo um fio ao terra. E para uma rede de 110 kV e acima, é necessário um desligamento instantâneo, para o qual é usado um efetivamente aterrado.
- Custo. Um critério importante que determina a escolha. É muito mais barato implementar uma rede isolada, o que está associado à ausência da necessidade de um quarto fio, economia de travessias, isolamento e outras nuances.
- Prática estabelecida. Conforme observado acima, os modos neutros dos transformadores são selecionados com base em estatísticas globais e nacionais. Isso sugere que a maioria das empresas de manufatura que criam equipamentos de energia aderem a esses padrões. Por isso, a escolha é predeterminada pelo fabricante do transformador ou gerador.
Vamos considerar cada variação separadamente e descobrir as vantagens e desvantagens. Observe que existem cinco principaismodos.
Isolado
O modo de operação do neutro, no qual não há ponto zero, é chamado de isolado. Nos diagramas, é representado como um triângulo, o que indica a presença de apenas um fio trifásico. Seu uso é limitado à rede 10-35 kV, e a escolha é determinada por uma série de vantagens:
- Quando ocorre uma f alta à terra monofásica, os consumidores não sentem a operação em fase aberta. A linha não está desconectada. No momento de um curto-circuito monofásico, a tensão na fase danificada torna-se 0, nas duas restantes sobe para linear.
- O segundo benefício está relacionado ao custo. É muito mais barato fazer essa rede. Por exemplo, não há necessidade de um fio neutro.
A principal desvantagem desta opção é a segurança. Quando o fio cai, a rede não desliga, esta permanece energizada. Se você se aproximar a menos de oito metros, poderá ficar exposto à tensão de degrau.
Efetivamente Aterrado
Os modos de operação dos neutros em instalações elétricas acima de 110 kV são implementados da forma apresentada, que fornece as condições necessárias para proteção e segurança da rede. O ponto zero do transformador é aterrado ao circuito ou através de um dispositivo especial chamado "ZON-110 kV". Este último afeta a sensibilidade da operação de proteção.
Quando um fio cai, um potencial é criado entre o eletrodo terra e o ponto de ruptura. Por causa disso, a proteção do relé é ativada. Desligaré realizado com um atraso mínimo de tempo, após o qual é ligado novamente. Isso se deve ao fato de que um galho de árvore ou um pássaro pode afetar o desempenho. O Religamento (AR) permite identificar a realidade do dano. Os benefícios incluem os seguintes pontos:
- Custo relativamente baixo, o que torna mais barato construir redes de alta tensão. Deve-se notar que as linhas de energia também têm três fios em vez de quatro, o que é uma característica distintiva.
- Maior confiabilidade combinada com segurança. Este é considerado um critério importante que determina a escolha do tipo de neutro apresentado.
Praticamente não há falhas. Na prática, isso é considerado ideal para redes de alta tensão.
Aterrado por DHA (DGR)
O modo neutro é chamado de aterrado ressonante quando seu ponto passa pela bobina ou reator de extinção de arco. Tal sistema é aplicável principalmente para redes de distribuição por cabo. Ele permite compensar a indutância e proteger o sistema de danos maiores e mais complexos.
Quando ocorre uma f alta à terra monofásica, uma bobina ou reator começa a funcionar, o que compensa a corrente, reduzindo-a no local da ruptura. Deve-se notar que a diferença entre DGK e GGD está associada à presença de ajuste automático quando a indutância muda na rede.
A principal vantagem é a compensação de energia, que evita que os danos na linha do cabo se desenvolvam de fase monofásica parainterface. Quanto às desvantagens, este é o aparecimento de outros danos nos pontos fracos do isolamento das linhas de cabos.
Aterramento através de um resistor de baixa e alta resistência
Modo neutro, no qual o ponto de sequência zero é aterrado através de um resistor de alta ou baixa resistência, também é considerado ressonantemente aterrado e é utilizado em redes de 10-35 kV. As funcionalidades do sistema apresentado estão associadas a uma desconexão da rede sem demora.
Isso é conveniente em termos de proteção da rede, mas afeta negativamente o fornecimento de energia elétrica. Tal sistema não é adequado para consumidores responsáveis, embora seja uma excelente opção para linhas de cabo. A utilização de linhas de transmissão de energia em linhas aéreas é inadequada, pois o aparecimento de terra na rede leva ao desligamento do alimentador.
Outra nuance em relação ao neutro aterrado através do resistor é o aparecimento de grandes correntes quando em curto no próprio resistor. Houve incidentes que fizeram com que a subestação pegasse fogo por causa desse momento.
Surdo-Terra
O modo de operação do neutro do transformador para a rede consumidora é chamado de aterramento morto. As características são as seguintes. A variação apresentada envolve o aterramento do ponto zero ao circuito da subestação, em relação ao qual as proteções atuam. Tal sistema é usado em redes de distribuição onde a eletricidade é consumida diretamente.
A saída 0,4 kV possui quatro fios: trifásico e um zero. Com circuito monofásicoum potencial é criado em relação a um ponto aterrado. Isso desativa a máquina ou faz com que os fusíveis queimem. Deve-se notar que o funcionamento da proteção é em grande parte determinado pela escolha correta dos fusíveis ou pela classificação da máquina.
Conclusão
Modo neutro é uma forma de aterrar o ponto neutro de um transformador ou gerador. A escolha de uma ou outra opção depende de vários critérios, sendo o principal a prática geralmente aceita. Você pode determinar o neutro de acordo com os diagramas, onde é suficiente considerar os enrolamentos do transformador. Isso também deve ser levado em consideração durante os projetos do curso, quando for necessário representar um diagrama de subestação.
Cada opção tem várias vantagens e desvantagens. Com base no uso de um ou outro neutro, as condições de trabalho e proteção são determinadas. O aterramento efetivo é considerado ideal para uma rede de alta tensão, e o aterramento ressonante é considerado ideal para uma rede de distribuição. Para uso do consumidor surdo-terra. Recomendamos considerar os principais tipos de proteção usados na moderna indústria de energia elétrica.
