Faltes i gestió d'una fàsica a terra en línies de distribució de 10kV
Camp: Fabricació
China
Característiques i dispositius de detecció de falles a terra monofàsiques
1. Característiques de les falles a terra monofàsiques
- Senyals d’alarma centrals:
La campana d’avís sona i s’il·lumina la llum indicadora etiquetada «Falla a terra a la barra [X] kV, secció [Y]». En sistemes amb connexió a terra del punt neutre mitjançant una bobina de Petersen (bobina d’extinció d’arcs), també s’il·lumina la indicació «Bobina de Petersen en funcionament». - Indicacions del voltímetre de supervisió d’aïllament:
- El voltatge de la fase defectuosa disminueix (en cas de connexió a terra incompleta) o es redueix a zero (en cas de connexió a terra sòlida).
- Els voltatges de les altres dues fases augmenten: per sobre del voltatge de fase normal en una connexió a terra incompleta, o fins al voltatge de línia en una connexió a terra sòlida.
- En una connexió a terra estable, l’agulla del voltímetre roman immòbil; si oscil·la contínuament, la falla és intermitent (connexió a terra per arc).
- En sistemes amb connexió a terra mitjançant bobina de Petersen:
Si hi ha instal·lat un voltímetre de desplaçament del neutre, mostra una lectura determinada durant una connexió a terra incompleta o arriba al voltatge de fase durant una connexió a terra sòlida. També s’activa la llum d’alarma de connexió a terra de la bobina de Petersen. - Fenòmens de connexió a terra per arc:
La connexió a terra per arc genera sobretensions que provoquen un augment significatiu dels voltatges de les fases no defectuoses. Això pot fer fondre els fusibles d’alta tensió dels transformadors de tensió (TT) o fins i tot danys als propis TT.
2. Diferenciació entre falles reals a terra i falses alarmes
- Fusible d’alta tensió del TT fos:
Un fusible fos en una fase del TT pot activar un senyal de falla a terra. Tanmateix:- En una falla real a terra: el voltatge de la fase defectuosa disminueix, les altres dues fases augmenten, però el voltatge de línia roman inalterat.
- Amb un fusible fos: el voltatge d’una fase disminueix, les altres dues no augmenten i el voltatge de línia disminueix.
- Posada en servei d’un transformador que alimenta una barra buida:
Durant la posada en servei, si el commutador es tanca de forma asimètrica, el desequilibri del acoblament capacitatiu a terra provoca un desplaçament del neutre i tensions trífases asimètriques, generant un senyal fals de falla a terra.
→ Això ocorre només durant operacions de commutació. Si la barra i els equips connectats no mostren cap anomalia, el senyal és fals. Posar en servei una línia derivada o un transformador de serveis auxiliars de subestació sol eliminar la indicació. - Asimetria del sistema o ajust incorrecte de la bobina de Petersen:
Durant canvis de mode operatiu (per exemple, commutacions de configuració), l’asimetria o la compensació incorrecta de la bobina de Petersen poden provocar senyals falsos de falla a terra.
→ És necessària la coordinació amb el centre de control: revertir a la configuració original, desconnectar la bobina de Petersen, ajustar el seu commutador de preses i tornar-la a posar en servei abans de canviar de mode novament.
→ La ferroresonància durant la posada en servei d’una barra buida també pot generar senyals falsos. Posar immediatament en servei una línia derivada interromp les condicions de ressonància i esborra l’alarma.
3. Dispositius de detecció
El sistema de supervisió d’aïllament sol estar format per un transformador de tensió trifàsic de cinc columnes magnètiques, relés de tensió, relés de senyalització i instruments de supervisió.
- Estructura: Cinc columnes magnètiques; un enrrollament primari i dos secundaris, tots tres bobinats sobre les tres columnes centrals.
- Configuració de connexió: Ynynd (primari en estrella, secundari en estrella amb neutre i terciari en triangle obert).
Avantatges d’aquesta connexió:
- El primer enrrollament secundari mesura tant el voltatge de línia com el de fase.
- El segon enrrollament secundari es connecta en triangle obert per detectar la tensió de seqüència zero.
Principi de funcionament:
- En condicions normals, les tensions trifàsiques són equilibrades; teòricament, no apareix cap tensió al triangle obert.
- Durant una falta a terra monofàsica sòlida (per exemple, fase A), apareix una tensió de seqüència zero al sistema, induint una tensió al triangle obert.
- Fins i tot durant una connexió a terra no sòlida (d’alta impedància), es produeix una tensió als extrems oberts.
- Quan aquesta tensió arriba al llindar d’activació del relé de tensió, es posen en funcionament tant el relé de tensió com el relé de senyalització, activant alarmes sonores i visuals.
Els operadors utilitzen aquests senyals i les lectures dels voltímetres per identificar l’ocurrència i la fase afectada per la falla a terra i, tot seguit, informen al centre de control.
⚠️ Nota: El dispositiu de supervisió d’aïllament és compartit per tota la secció de barra.
⚠️ Nota: El dispositiu de supervisió d’aïllament és compartit per tota la secció de barra.
Causes de les falles a terra monofàsiques
- Conductor trencat que cau a terra o reposa sobre una biga transversal;
- Fixació o sujecció deficient dels conductors als aïlladors, fent que caiguin sobre les bigues transversals o a terra;
- Vent excessiu que fa que els conductors s’apropin massa als edificis;
- Cable d’alta tensió trencat del transformador de distribució;
- Fallada d’aïllament en parallampades o fusibles de 10 kV muntats sobre plataformes de transformadors;
- Ruptura de l’aïllament o connexió a terra en una fase de l’enrotllament d’alta tensió del transformador;
- Descàrrega per perforació o flashover en aïlladors;
- Fallada d’aïllament en fusibles de línies derivades;
- Cable de sujeció separat de la biga transversal superior en pals multifilars que entra en contacte amb conductors inferiors;
- Impactes de llamps;
- Contacte amb arbres;
- Falles causades per aus;
- Objectes estranys (per exemple, fulles de plàstic, branques);
- Altres causes accidentals o desconegudes.
Perills de les falles a terra monofàsiques
- Danys en equipaments de subestació:
Després d’una falla a terra de 10 kV, el TT de la barra no detecta corrent però desenvolupa una tensió de seqüència zero i un corrent augmentat al triangle obert. Una operació prolongada pot danys al TT.
A més, poden aparèixer sobretensions per ferroresonància (varies vegades el voltatge normal), provocant la ruptura de l’aïllament i greus avaries en els equips. - Danys en equipaments de distribució:
Les connexions a terra per arc intermitents i les sobretensions poden perforar l’aïllament, provocant curtcircuits, transformadors cremats i parallampades/fusibles defectuosos, podent causar incendis elèctrics. - Amenaça per a l’estabilitat de la xarxa regional:
Les falles a terra greus poden desestabilitzar la xarxa elèctrica local, provocant falles en cascada. - Risc per a persones i animals:
Els conductors caiguts electrifiquen el terreny, creant perills de tensió de pas. Peatons, tècnics de línia (especialment durant les inspeccions nocturnes) i bestiar a prop del lloc de la falla corren risc d’ electrocussió o xoc elèctric. - Impacte sobre la fiabilitat de l’alimentació elèctrica:
- Es requereix la selecció manual de la línia defectuosa.
- Les línies sense falla poden desconnectar-se innecessàriament durant la recerca de la falla, interrompent l’alimentació als clients no afectats.
- La localització i reparació de la falla requereixen la desconnexió de la línia, especialment difícil durant les èpoques de cultiu, condicions meteorològiques adverses (vent, pluja, neu), en zones muntanyoses o boscoses i durant la nit, provocant avaries prolongades, amplades.
- Pèrdues energètiques en línia:
Les falles a terra provoquen importants corrents de fuga a terra, representant una pèrdua directa d’energia. Normalment, la normativa limita el temps d’operació amb falla a terra a no més de 2 hores per evitar desperdicis excessius. - Quantificació de les pèrdues elèctriques:
El corrent mitjà de falla a terra oscil·la entre 6 i 10 A. A nivell típic de 10 kV, això representa aproximadament 34.560 kWh d’energia malgastada per període de 24 hores.
Mètodes i procediments per a la gestió de falles a terra monofàsiques
- Dispositius automàtics de selecció de falles a terra de corrent reduït:
Instal·lar dispositius automàtics de selecció de línies amb falla a terra a les subestacions. Aquests treballen amb transformadors de corrent de seqüència zero (TCZ) a cada sortida de línia derivada per identificar amb precisió la línia defectuosa abans de la seva aïllament. - Sistemes de detecció de falles a terra monofàsiques:
Els sistemes moderns de distribució implementen injectors de senyal al principi, mig i final de les línies derivades. Indicadors de falla localitzen exactament el lloc de la falla, permetent una resposta ràpida. - Mesures preventives:
- Realitzar inspeccions regulars de les línies: verificar les distàncies mínimes dels conductors respecte als arbres o edificis, nius d’aus als pals, fixació adequada dels conductors als aïlladors, cargols solts als aïlladors/bigues transversals/cables de sujeció, cables de sujeció trencats o desfilats i catenàries anormals dels conductors.
-
Dona una propina i anima l'autor
Recomanat
Mode d'operació de connexió a terra del punt neutre per a transformadors de xarxes elèctriques de 110kV～220kV
L'arranjament dels modes d'operació de la connexió a terra del punt neutre per a les xarxes de transformadors de 110kV～220kV ha de complir els requisits de resistència a l'aislament dels punts neutrals dels transformadors, i també s'ha de procurar mantenir la impedància de seqüència zero de les subestacions bàsicament invariable, assegurant que la impedància de seqüència zero integral en qualsevol punt de curtcircuït al sistema no superi tres vegades la impedància de seqüència positiva integral.
01/29/2026
Per què les subestacions utilitzen pedres guixes grava i roca trencada
Per què les subestacions utilitzen pedres, gravíl·la, piuladures i roca trencada?A les subestacions, equips com transformadors de potència i distribució, línies d'alta tensió, transformadors de tensió, transformadors de corrent, i interruptors de desconnectar, tots requereixen un aparatge a terra. Més enllà de l'aparatge a terra, ara explorarem en profunditat per què el gravíl·la i la roca trencada s'utilitzen sovint a les subestacions. Tot i que semblin ordinàries, aquestes pedres juguen un pap
01/29/2026
HECI GCB per generadors – Interruptor ràpid de circuit SF₆
1.Definició i funció1.1 Ròleg del Circuit Breaker del GeneradorEl Circuit Breaker del Generador (GCB) és un punt de desconnectatge controlable situat entre el generador i el transformador d'elecció, servint com a interfície entre el generador i la xarxa elèctrica. Les seves funcions principals inclouen l'aïllament de les faltes del costat del generador i l'habilitació del control operatiu durant la sincronització del generador i la connexió a la xarxa. El principi d'operació d'un GCB no difereix
01/06/2026
Principis de Disseny per a Transformadors de Distribució en Pòstol
Principis de Disseny per a Transformadors Distribuïdors en Pòstum(1) Principis de Ubicació i DisposicióEls suports dels transformadors en pòstum s'han d'ubicar prop del centre de càrrega o a prop de les càrregues crítiques, seguint el principi de "petita capacitat, múltiples ubicacions" per facilitar la substitució i manteniment de l'equipament. Per a l'abastament residencial, es poden instal·lar transformadors trifàsics a prop basant-se en la demanda actual i les previsions de creixement futur.
12/25/2025
Enviar consulta
Baixa
Obtenir l'aplicació IEE Business
Utilitzeu l'aplicació IEE-Business per trobar equips obtenir solucions connectar-vos amb experts i participar en col·laboracions del sector en qualsevol moment i lloc totalment compatible amb el desenvolupament dels vostres projectes i negoci d'electricitat
