Modos de puesta a tierra del punto neutro de los transformadores de puesta a tierra: puesta a tierra por resistencia frente a puesta a tierra por reactor

Transformadores de puesta a tierra

Campo: Fabricación

10Year<

China

Principios clave de funcionamiento

Un transformador de puesta a tierra (comúnmente conectado en Z / transformador zig-zag) simplemente proporciona un punto neutro artificial para el sistema. Las características reales de rendimiento del sistema están determinadas por el dispositivo conectado a su terminal neutro.

Resistencia de puesta a tierra del neutro (NGR) frente a reactor de puesta a tierra del neutro (NER)

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Ítem	Resistencia de Puesta a Tierra del Neutro (NGR)	Reactor de Puesta a Tierra del Neutro (NER)
Componente de puesta a tierra	Resistencia R conectada en serie en el punto neutro	Inductor L conectado en serie en el punto neutro
Corriente de fallo a tierra monofásico	Limitada a decenas o cientos de amperios (el valor se puede ajustar con precisión) Controlable	Determinada por la corriente capacitiva del sistema y el grado de compensación del reactor Difícil de controlar con precisión
Supresión de sobretensiones	El componente resistivo disipa energía, los arcos son fáciles de extinguir Excelente rendimiento en la supresión de sobretensiones de arco	Característica puramente inductiva, compensa la corriente capacitiva; se producirán sobretensiones de resonancia en condiciones de desintonización Riesgo de resonancia
Selección y protección de alimentadores en fallo	Gran corriente de secuencia cero, protección sensible y detección fiable del alimentador en fallo Fácil de implementar	Pequeña corriente residual, identificación difícil del alimentador en fallo; se requiere equipo dedicado de detección de fallos Alta dificultad de implementación
Operación con fallo persistente	Corriente de fallo a tierra relativamente grande, generalmente requiere una eliminación rápida del fallo Duración permitida del fallo corta	Baja corriente residual; teóricamente se permite la operación con fallo a tierra a corto plazo (modo de bobina de supresión de arco) Se admite la operación con fallo de corta duración
Daño al equipo	La resistencia se calienta durante los fallos, el diseño debe cumplir con la corriente de corta duración soportable Es necesario verificar el aumento térmico de la resistencia	La baja corriente de fallo provoca un estrés térmico leve en el equipo Baja carga térmica
Dificultad de ajuste	El tipo de resistencia fija es simple y fiable; se requiere una estructura mecánica adicional para las resistencias variables	La bobina de supresión de arco necesita conmutación de tomas según la variación de la corriente capacitiva del sistema (ajuste automático) El ajuste dinámico es obligatorio
Escenarios de aplicación típicos	Distribución de energía industrial (6~35 kV), plataformas marinas, minas, centros de datos y escenarios que requieren una respuesta rápida de protección	Redes eléctricas urbanas de media tensión (gran corriente capacitiva), líneas aéreas rurales (se requiere suministro continuo de energía bajo fallos)
Estándares nacionales y de la industria	GB/T 14285, DL/T 620	GB/T 14285, DL/T 620 (para puesta a tierra con bobina de supresión de arco)

Resistencia de puesta a tierra del neutro sumergida en aceite de Rockwill de 15kV 20kV 22kV 30kV 33kV 35kV para transformador (transformador de puesta a tierra)

Neutral Point Earthing Modes of Earthing Transformers: Resistor Earthing versus Reactor Earthing

Rockwill Transformador de puesta a tierra tipo zigzag (tipo Z) seco de resina fundida trifásico de 35kV 36kV 44kV 66kV

Puesta a tierra por resistencia (NGR — Resistencia de puesta a tierra del neutro)

Al producirse un fallo a tierra monofásico, el bucle de secuencia cero está determinado conjuntamente por la capacitancia del sistema y la resistencia de puesta a tierra del neutro, contribuyendo la resistencia con la componente de corriente resistiva.
Supresión de sobretensiones por arco a tierra: La corriente resistiva dificulta el reencendido del arco de fallo después de que la corriente cruce por cero, restringiendo así el reencendido del arco.
Selección del valor de resistencia: Se calcula mediante la fórmula \(I_R = \dfrac{U_{ph}}{R}\). Generalmente, se adopta \(I_R \ge I_C\) (corriente capacitiva del sistema) para garantizar la sensibilidad suficiente de la protección de secuencia cero.

Puesta a tierra por reactor (Puesta a tierra por bobina de extinción de arco)

La corriente inductiva está en oposición de fase con la corriente capacitiva; estas dos corrientes se compensan mutuamente en el punto de fallo, haciendo que la corriente residual se acerque a cero y permitiendo la extinción espontánea del arco de fallo.
El grado de compensación se define como \(\delta=\dfrac{I_L-I_C}{I_C}\). La sobrecompensación (\(\delta>0\)) es el modo de operación predominante para prevenir riesgos de resonancia del sistema.
La corriente residual aún contiene componentes de potencia activa causadas por las pérdidas en la línea, así como armónicos de orden superior, por lo que la corriente residual no puede reducirse a cero absoluto.

Lógica de selección y toma de decisiones

Resumen

	Resistencia de puesta a tierra del neutro (NGR)	Puesta a tierra por reactor (Bobina de extinción)
Principales disyuntivas	Mayor corriente de falta → rendimiento de protección fiable, que requiere una eliminación rápida de la falta	Baja corriente de falta residual → permite la operación continua bajo condiciones de falta, pero plantea dificultades en la identificación del alimentador con falta
Escenarios de aplicación	Instalaciones industriales, minas y plataformas marítimas con la seguridad como máxima prioridad	Redes eléctricas de cables urbanos y redes de líneas aéreas rurales con la continuidad del suministro eléctrico como requisito principal

Los transformadores de puesta a tierra Vziman están especialmente diseñados para abordar la ausencia de puntos neutros naturales en las redes de distribución de media tensión. Para sistemas configurados con conexiones en delta o con terminales neutros inaccesibles, los productos Vziman adoptan una topología de devanado en zig-zag para establecer artificialmente un punto neutro estable. Esta estructura sienta las condiciones fundamentales para el despliegue de esquemas de puesta a tierra con bobina de extinción o de puesta a tierra de baja resistencia, mejorando fundamentalmente la seguridad operativa y la fiabilidad del suministro eléctrico de la red eléctrica.

Editado desde:Leon

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