Resolució de la Contradicció en la Connexió a Terra de la Bobina de Supressió d'Arc: Aplicacions del Dissipador i Estratègies de Regulació

Punts de Contradicció

En les bobines d'extinció d'arc amb seguiment automàtic, la precisió d'ajustament és alta, la corrent residual és petita i l'operació es troba proper al punt de ressonància.

En un sistema de terra amb bobina d'extinció d'arc de seguiment automàtic, s'han de considerar dos factors:

• En condicions normals d'operació, el desplaçament de tensió a llarg termini del punt neutre no hauria de superar el 15% de la tensió nominal de fase del sistema;

• En cas de falla a terra, la corrent residual de terra hauria de ser petita per facilitar l'extinció de l'arc.

Com a requisits d'afinament per a un sistema de terra amb bobina d'extinció d'arc, cal assegurar que el desplaçament de tensió del punt neutre no superi el 15% de la tensió nominal de fase durant l'operació normal, mentre es fa el grau de desafinament tan petit com sigui possible. Això és evidentment contradictori.

Punts de Solució

Actualment, es connecta un resistor d'amortització al circuit de la bobina d'extinció d'arc de compensació automàtica per resoldre aquesta contradicció.

Durant l'operació normal de la xarxa elèctrica, degut a la presència del resistor d'amortització, el coeficient d'amortització d del circuit resonant augmenta significativament. Encara que en aquest moment el grau de desafinament sigui 0, la tensió de desplaçament del punt neutre pot ser controlada bàsicament dins el rang especificat per la normativa.

Quan ocorre una falla a terra a la xarxa elèctrica, el resistor d'amortització es curta-circuita, de manera que la corrent residual de terra es pot compensar bé, resolent bàsicament la contradicció entre una petita corrent residual de terra i una tensió de desplaçament del punt neutre excessiva més enllà del rang especificat.

Per prevenir la sobretensió de ressonància en sèrie, s'afegeix un resistor d'amortització al circuit de terra de la bobina d'extinció d'arc per suprimir la generació de sobretensió de ressonància, assegurant que la tensió de desplaçament del punt neutre no superi el 15% de la tensió de fase durant l'operació normal del sistema.

Punts d'Anàlisi

Durant l'operació normal de la xarxa elèctrica, el circuit equivalent de seqüència zero de la xarxa elèctrica a terra mitjançant una bobina d'extinció d'arc és un circuit resonant en sèrie, tal com es mostra en la figura següent. En la figura, L i gₗ són l'inductància i la conductància equivalent de la bobina d'extinció d'arc; C i g són la capacità cap a terra per fase i la conductància de fuga de la xarxa elèctrica; U₀₀ és la tensió asimètrica.

La tensió de desplaçament del punt neutre derivada de la figura anterior és:

Per complir els requisits de la normativa, sovint es adopta el mètode d'augmentar el grau de desafinament ν per mantenir el sistema allunyat del punt de ressonància. No obstant això, com es pot veure en la fórmula anterior, a més d'augmentar el grau de desafinament ν, també es pot utilitzar el mètode d'augmentar el coeficient d'amortització d. Connectar un resistor d'amortització en paral·lel o en sèrie amb la bobina d'extinció d'arc té com objectiu augmentar el coeficient d'amortització de la xarxa, reduint així la tensió de desplaçament del punt neutre U₀. Quan ocorre una falla a terra a la xarxa, el curt-circuit del resistor d'amortització permet una bona compensació de la corrent residual de terra.

Punts Clau per a la Atenció

Per afegir un resistor d'amortització, es poden adoptar formes de connectar el resistor d'amortització en sèrie amb el circuit de la bobina d'extinció d'arc o en paral·lel al costat secundari de la bobina d'extinció d'arc. Quan ocorre una falla a terra monofàsica al sistema, la tensió del punt neutre augmenta i la corrent del punt neutre augmenta. Quan la corrent supera el valor establert, el resistor d'amortització hauria de ser ràpidament curta-circuitat per evitar que es quedi sense funcionar. Quan el sistema torna a la normalitat, el punt de curt-circuit del resistor d'amortització hauria de ser desconectat de manera oportuna, de manera que el resistor d'amortització estigui connectat normalment en sèrie al circuit de la bobina d'extinció d'arc. Altrament, el sistema podria experimentar una sobretensió de ressonància a causa de la pèrdua del resistor d'amortització.