Proteção contra Raios para Transformadores de Distribuição: Análise da Posição de Instalação do Para-raios

Proteção Contra Raios para Transformadores de Distribuição: Análise da Posição de Instalação do Para-raios

No desenvolvimento econômico da China, o sistema de energia elétrica ocupa uma posição extremamente importante. Os transformadores, como dispositivos que utilizam indução eletromagnética para converter tensão e corrente alternadas, representam um componente crucial do sistema de energia. Danos causados por raios em transformadores de distribuição são bastante comuns, especialmente significativos em áreas tropicais úmidas com alta atividade de raios. Uma equipe de pesquisa propôs que os transformadores de distribuição conectados Y/Z0 demonstram melhor desempenho de proteção contra raios do que os transformadores conectados Y/Y0.

Portanto, os transformadores Y/Z0 são mais adequados para regiões propensas a raios. Consequentemente, a proteção contra raios para transformadores de distribuição não deve depender apenas dos para-raios instalados no lado de alta tensão; medidas protetoras no lado de baixa tensão também devem ser reforçadas. A instalação de um conjunto de para-raios de óxido de zinco FYS-0.22 no lado de baixa tensão é um método eficaz para prevenir a intrusão de ondas de raios ao longo das linhas de energia de baixa tensão. Este artigo discute a posição de instalação dos para-raios no lado de alta tensão de transformadores de distribuição, visando aprimorar o conhecimento profissional dos engenheiros de projeto elétrico.

Descrição do Problema e Impactos: Nos diagramas de sistemas de distribuição de alta tensão, a posição de instalação dos para-raios no lado de alta tensão de transformadores de distribuição com conexões Yyn0 ou Dyn11 é frequentemente inadequada, como mostrado na Figura (a), tornando-os ineficazes na proteção da bobina de alta tensão do transformador.

Análise das Causas:

A confusão decorre do requisito de que "para-raios devem ser instalados no lado de alta tensão de transformadores de distribuição com conexões Yyn0 ou Dyn11 quando localizados dentro de um edifício ou anexados à sua parede externa." Na realidade, quando "transformadores de distribuição com conexões Yyn0 ou Dyn11 são instalados dentro de um edifício ou anexados à sua parede externa," um raio atingindo o sistema de proteção contra raios do edifício causa um aumento de potencial no sistema de aterramento, o que consequentemente eleva o potencial da carcaça do transformador.

Como as bobinas de fase no lado de alta tensão do transformador estão interconectadas, podem ser consideradas em potencial baixo em relação ao alto potencial induzido pelo raio na carcaça. Este alto potencial na carcaça pode romper a isolação das bobinas de alta tensão. Portanto, os para-raisos devem ser instalados no lado de alta tensão. Quando o para-raios dispara, as bobinas de alta tensão estarão em um potencial próximo ao da carcaça, protegendo assim as bobinas (extraído das notas explicativas do item 5, seção 4.3.8 do Código de Proteção de Estruturas Contra Raios GB50057-2010).

O Artigo 5.5.1 do Código de Projeto de Proteção Contra Sobretensões e Coordenação de Isolamento de Instalações Elétricas AC GB/T50064-2014 também estipula: "Para-raios de óxido metálico (MOAs) devem ser instalados próximos ao transformador no lado de alta tensão de transformadores de distribuição em sistemas de distribuição de 10~35kV. O condutor de aterramento deste MOA deve ser conectado juntamente com a carcaça metálica do transformador para aterramento comum."

Medidas Corretivas:

Nos diagramas de sistemas de distribuição de alta tensão, os para-raios para transformadores de distribuição com conexões Yyn0 ou Dyn11 devem ser instalados entre o lado de alta tensão do transformador e o último disjuntor seccionador.