Protecció contra els raigs per a transformadors de distribució: Anàlisi de la posició d'instal·lació del para-raigs

Protecció contra els raigs per als transformadors de distribució: Anàlisi de la posició d'instal·lació dels parafulminants

En el desenvolupament econòmic de la Xina, el sistema elèctric ocupa una posició extremadament important. Els transformadors, com a dispositius que utilitzen l'inducció electromagnètica per convertir la tensió i la corrent alternada, representen un component crucial del sistema elèctric. Els danys causats pels raigs als transformadors de distribució són bastant comuns, especialment significatius en àrees tropicals humides amb activitat de raigs freqüent. Un equip de recerca ha proposat que els transformadors de distribució connectats Y/Z0 mostren millor rendiment en la protecció contra els raigs que els transformadors connectats Y/Y0.

Per tant, els transformadors Y/Z0 són més adequats per a regions propenes a raigs. Conseqüentment, la protecció contra els raigs per als transformadors de distribució no hauria de depenir únicament dels parafulminants instal·lats al costat de alta tensió; les mesures protectories al costat de baixa tensió també han de ser reforçades. L'instal·lació d'un conjunt de parafulminants de òxid de zinc FYS-0.22 al costat de baixa tensió és un mètode eficaç per prevenir la intrusió de ones de raig a través de les línies de baixa tensió. Aquest article discuteix la posició d'instal·lació dels parafulminants al costat de alta tensió dels transformadors de distribució, amb l'objectiu d'incrementar el coneixement professional dels enginyers de disseny elèctric.

Descripció del problema i impacts: En els esquemes de sistemes de distribució de alta tensió, la posició d'instal·lació dels parafulminants al costat de alta tensió dels transformadors de distribució amb connexions Yyn0 o Dyn11 sovint és inapropiada, tal com es mostra a la Figura (a), deixant-los inefectius per a la protecció de l'enrotllament de alta tensió del transformador.

Anàlisi de la causa:

La malinterpretació prové del requisit que "els parafulminants han de ser instal·lats al costat de alta tensió dels transformadors de distribució amb connexions Yyn0 o Dyn11 quan estan ubicats dins d'un edifici o adjacents a la seva paret exterior." En realitat, quan "els transformadors de distribució amb connexions Yyn0 o Dyn11 estan instal·lats dins d'un edifici o adjacents a la seva paret exterior," un impacte de raig al sistema de protecció contra els raigs de l'edifici provoca un augment de potencial al sistema de terra, el qual, a la vegada, eleva el potencial de la capsa del transformador.

Com que els enrotllaments de fase al costat de alta tensió del transformador estan interconnectats, es poden considerar a un mateix baix potencial respecte al alt potencial induït pel raig a la capsa. Aquest alt potencial a la capsa pot romandre l'aïllament dels enrotllaments de alta tensió. Per tant, cal que els parafulminants estiguin instal·lats al costat de alta tensió. Quan el parafulminant fa flashover, els enrotllaments de alta tensió estaràn a un potencial proper al de la capsa, així protegint els enrotllaments (extret de les notes explicatives de l'apartat 5, secció 4.3.8 del Codi de Disseny de Protecció de Estructures contra Raigs GB50057-2010).

L'article 5.5.1 del Codi de Disseny de Protecció contra Sobretensores i Coordinació d'Aïllament d'Instal·lacions Elèctriques AC GB/T50064-2014 també estipula: "Els parafulminants d'òxid metàl·lic (MOAs) han de ser instal·lats a prop del transformador al costat de alta tensió dels transformadors de distribució en sistemes de distribució de 10~35kV. El conductor de terra d'aquest MOA ha de ser connectat junta amb la capsa metàl·lica del transformador per a una terra comuna."

Mesures correctives:

En els esquemes de sistemes de distribució de alta tensió, els parafulminants per als transformadors de distribució amb connexions Yyn0 o Dyn11 haurien de ser instal·lats entre el costat de alta tensió del transformador i l'últim interruptor d'isolació.