Breve Discussão sobre a Seleção de Transformadores de Aterramento em Subestações de Elevação
O transformador de aterramento, comumente referido como "transformador de aterramento", opera sob a condição de estar sem carga durante a operação normal da rede e sobrecarregado durante falhas de curto-circuito. De acordo com a diferença no meio de enchimento, os tipos comuns podem ser divididos em a óleo e seco; de acordo com o número de fases, podem ser classificados em transformadores de aterramento trifásicos e monofásicos. O transformador de aterramento cria artificialmente um ponto neutro para conectar resistores de aterramento. Quando ocorre uma falha de aterramento no sistema, ele exibe alta impedância para as correntes de sequência positiva e negativa, e baixa impedância para a corrente de sequência zero, garantindo assim o funcionamento confiável da proteção de aterramento. A seleção adequada e razoável dos transformadores de aterramento é de grande importância para a extinção do arco durante curtos-circuitos, a eliminação da sobretensão de ressonância eletromagnética e a garantia de operação segura e estável da rede elétrica.
A seleção de transformadores de aterramento deve considerar de forma abrangente as seguintes condições técnicas: tipo, capacidade, frequência, corrente e tensão, nível de isolamento, coeficiente de elevação de temperatura e capacidade de sobrecarga. Para as condições ambientais, deve-se prestar particular atenção à temperatura ambiente, altitude, diferença de temperatura, nível de poluição, intensidade sísmica, velocidade do vento, umidade, etc.
Quando o ponto neutro do sistema pode ser levado, um transformador de aterramento monofásico é preferível; quando não pode ser levado, um transformador de aterramento trifásico deve ser usado.
Seleção da capacidade do transformador de aterramento
A seleção da capacidade do transformador de aterramento considera principalmente o tipo de transformador de aterramento, as características do equipamento conectado ao ponto neutro e se há carga no lado secundário. Geralmente, já foi incluída uma margem suficiente no cálculo da capacidade do equipamento conectado ao ponto neutro, portanto, não é necessário um fator de derivação adicional durante a seleção.
Em estações fotovoltaicas, o lado secundário do transformador de aterramento geralmente carrega uma carga. Portanto, o autor explica brevemente como determinar a capacidade do transformador de aterramento quando o lado secundário está carregado.
Nessas condições, a capacidade do transformador de aterramento é primariamente determinada com base na capacidade do indutor de arco conectado ao transformador e na capacidade da carga secundária, calculada de acordo com uma duração nominal de 2 horas equivalente à capacidade do indutor de arco. Quando a carga é crítica, a capacidade também pode ser determinada com base no tempo de operação contínuo. O indutor de arco é considerado como potência reativa (Qx), enquanto a carga é calculada separadamente como potência ativa (Pf) e potência reativa (Qf). A fórmula de cálculo é a seguinte:
Ao usar proteção de aterramento baseada no componente ativo da corrente de sequência zero reversa, um resistor de aterramento com um valor de resistência específico é adicionado ao lado primário ou secundário do indutor de arco para aumentar a sensibilidade e a precisão da proteção de aterramento. Embora este resistor consuma potência ativa durante a operação, seu tempo de uso é curto e o incremento de corrente resultante é pequeno; portanto, não é necessário um aumento adicional na capacidade do transformador de aterramento.
