El diseño del transformador de tierra de triple propósito

Líneas de Transmisión de Cables Eléctricos Subterráneos

Las líneas de cables eléctricos enterrados directamente tienen una gran capacitancia distribuida en el suelo, lo que provoca una corriente capacitiva de cortocircuito monofásico a tierra elevada. Para las líneas de 10 kV, si esta corriente supera los 10 A, los arcos apenas se extinguen por sí solos, lo que implica un riesgo de sobre tensión por arco y pone en peligro el equipo de la línea. Por lo tanto, es necesario extinguir el arco. Con un transformador principal conectado Dyn, basta con una bobina de supresión de arco en el punto neutro secundario. Para los conectados Yd, se necesita un punto neutro artificial (proporcionado por un transformador de puesta a tierra).

1 Transformadores de Puesta a Tierra

Un transformador de puesta a tierra cumple dos funciones: su lado primario actúa como un punto neutro artificial (conectado a tierra a través de una bobina de supresión de arco para suministrar corriente inductiva para la extinción del arco) y el lado secundario alimenta la subestación. Las bobinas de supresión de arco son compañeras esenciales. Como se muestra en la Figura 1, su lado primario utiliza una conexión Z (para reducir la impedancia de secuencia cero y mejorar la compensación) para derivar un punto neutro. La bobina, con espacios de aire ajustables/vueltas, equilibra la corriente capacitiva (por debajo de 5 A) para la puesta a tierra y la extinción del arco.

Debido a las capacidades desiguales entre el lado primario y secundario, los transformadores de puesta a tierra son un 15% más ligeros que los transformadores de potencia ordinarios de la misma capacidad.

2 Transformador de Puesta a Tierra Trifuncional

Para mejorar la seguridad y confiabilidad de las líneas de energía, las aplicaciones en el extranjero utilizan ampliamente un acoplador neutral Z-conectado (sin lado secundario) emparejado con una bobina de supresión de arco para la extinción del arco. Sin embargo, estos acopladores (para transformadores principales conectados YNd/Yd) solo sirven como neutros artificiales, sin poder suministrar energía de baja tensión de 400V. Por lo tanto, se necesita un transformador de potencia adicional para uso estacional, lo que aumenta los costos, el espacio y causa pérdidas altas/baja confiabilidad.

Para abordar esto, la Fábrica de Transformadores de Kunming desarrolló el transformador de puesta a tierra trifuncional (SJDX-630/160/10). Integra un acoplador neutral Z-conectado (sin bobinado secundario), una bobina de supresión de arco y un transformador de potencia para uso estacional. Su estructura central se muestra en la Figura 2.

Este transformador de puesta a tierra trifuncional está montado en un núcleo conjugado de cinco salientes. Los bobinados primarios (con reguladores de tensión) y secundarios del transformador de puesta a tierra trifásico están enrollados en tres salientes (parte inferior de la Fig. 2), mientras que la bobina de supresión de arco está en los otros dos (parte superior de la Fig. 2). Colocar la bobina de supresión de arco, más ligera, en la parte superior facilita el ajuste del espacio de aire, pero requiere un fijación reforzada. Invertir la disposición utiliza el transformador más pesado para estabilizar la bobina, reduciendo la vibración a costa de la conveniencia de instalación y ajuste del espacio de aire de la bobina. Este diseño simplifica la estructura, ahorra materiales, reduce las pérdidas, asegura una buena compatibilidad y permite la compensación automática de la extinción del arco a través del control por microordenador.