Modos de Aterramento do Ponto Neutro de Transformadores de Aterramento: Aterramento por Resistor versus Aterramento por Reator

Transformadores de Aterramento

Campo: Manufatura

10Year<

China

Princípios Operacionais Fundamentais

Um transformador de aterramento (comumente conectado em Z / transformador zig-zag) apenas fornece um ponto neutro artificial para o sistema. As reais características de desempenho do sistema são determinadas pelo dispositivo conectado ao seu terminal neutro.

Resistor de Aterramento do Neutro (NGR) vs Reator de Aterramento do Neutro (NER)

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Item	Resistor de Aterramento de Neutro (NGR)	Reator de Aterramento de Neutro (NER)
Componente de Aterramento	Resistor R conectado em série no ponto neutro	Indutor L conectado em série no ponto neutro
Corrente de Falta à Terra Monofásica	Limitada a dezenas a centenas de amperes (o valor pode ser definido com precisão) Controlável	Determinada pela corrente capacitiva do sistema e pelo grau de compensação do reator Difícil de controlar com precisão
Supressão de Sobretensão	O componente resistivo dissipa energia, os arcos são fáceis de extinguir Excelente desempenho na supressão de sobretensão de arco	Característica puramente indutiva, compensa a corrente capacitiva; ocorrerá sobretensão de ressonância sob condição de dessintonia Risco de ressonância
Seleção e Proteção de Alimentador em Falta	Grande corrente de sequência zero, proteção sensível e detecção confiável do alimentador em falta Fácil de implementar	Pequena corrente residual, identificação difícil do alimentador em falta; é necessário equipamento dedicado de detecção de falta Alta dificuldade de implementação
Operação com Falta Persistente	Corrente de falta à terra relativamente grande, geralmente requer eliminação rápida da falta Curta duração admissível da falta	Baixa corrente residual; a operação com falta à terra de curto prazo é teoricamente permitida (modo de bobina de supressão de arco) Suporta operação com falta de curto prazo
Danos ao Equipamento	O resistor aquece durante as faltas, o projeto deve estar em conformidade com a corrente de curta duração suportável O aumento térmico do resistor precisa ser verificado	A baixa corrente de falta leva a um estresse térmico suave no equipamento Baixa carga térmica
Dificuldade de Ajuste	O tipo de resistor fixo é simples e confiável; estrutura mecânica adicional é necessária para resistores variáveis	A bobina de supressão de arco necessita de comutação de taps de acordo com a variação da corrente capacitiva do sistema (ajuste automático) O ajuste dinâmico é obrigatório
Cenários de Aplicação Típicos	Distribuição de energia industrial (6~35 kV), plataformas offshore, minas, data centers e cenários que requerem resposta rápida de proteção	Redes de energia de média tensão urbanas (grande corrente capacitiva), linhas aéreas rurais (fornecimento contínuo de energia necessário sob faltas)
Normas Nacionais e da Indústria	GB/T 14285, DL/T 620	GB/T 14285, DL/T 620 (para aterramento com bobina de supressão de arco)

Rockwill 15kV 20kV 22kV 30kV 33kV 35kV resistência de aterramento do neutro imersa em óleo para transformador (transformador de aterramento)

Neutral Point Earthing Modes of Earthing Transformers: Resistor Earthing versus Reactor Earthing

Rockwill Transformador de Aterramento Trifásico Tipo Zigzag (Tipo Z) Seco em Resina Fundida 35kV 36kV 44kV 66kV

Aterramento por Resistor (NGR — Resistor de Aterramento do Neutro)

Na ocorrência de um defeito à terra monofásico, o laço de sequência zero é determinado conjuntamente pela capacitância do sistema e pelo resistor de aterramento do neutro, contribuindo o resistor com a componente de corrente resistiva.
Supressão de sobretensão de arco à terra: A corrente resistiva dificulta a re-ignição do arco de defeito após a passagem da corrente pelo zero, restringindo assim a re-ignição do arco.
Seleção do valor da resistência: Calculado pela fórmula \(I_R = \dfrac{U_{ph}}{R}\). Geralmente, adota-se \(I_R \ge I_C\) (corrente capacitiva do sistema) para garantir sensibilidade suficiente da proteção de sequência zero.

Aterramento por Reator (Aterramento por Bobina de Supressão de Arco)

A corrente indutiva está em oposição de fase à corrente capacitiva; essas duas correntes se compensam no ponto de defeito, fazendo com que a corrente residual se aproxime de zero e permitindo a extinção espontânea do arco de defeito.
O grau de compensação é definido como \(\delta=\dfrac{I_L-I_C}{I_C}\). A sobrecompensação (\(\delta>0\)) é o modo de operação predominante para prevenir riscos de ressonância do sistema.
A corrente residual ainda contém componentes de potência ativa causadas por perdas na linha, bem como harmônicos de ordem superior, de modo que a corrente residual não pode ser reduzida a zero absoluto.

Lógica de Seleção e Tomada de Decisão

Resumo

	Resistor de Aterramento do Neutro (NGR)	Aterramento por Reator (Bobina de Extinção de Arco)
Principais Compensações	Maior corrente de falta → desempenho de proteção confiável, exigindo eliminação rápida da falta	Baixa corrente de falta residual → permite operação contínua sob faltas, mas apresenta dificuldades na identificação do alimentador com falta
Cenários de Aplicação	Instalações industriais, minas, plataformas offshore com a segurança como prioridade máxima	Redes de cabos de energia urbanos e redes de linhas aéreas rurais com a continuidade do fornecimento de energia como requisito principal

Os transformadores de aterramento Vziman são especialmente projetados para lidar com a ausência de pontos neutros naturais nas redes de distribuição de média tensão. Para sistemas configurados com conexões delta ou com terminais neutros inacessíveis, os produtos Vziman adotam uma topologia de enrolamento em ziguezague para estabelecer artificialmente um ponto neutro estável. Esta estrutura estabelece a condição fundamental para a implantação de esquemas de aterramento com bobina de supressão de arco ou aterramento de baixa resistência, melhorando fundamentalmente a segurança operacional e a confiabilidade do fornecimento de energia da rede elétrica.

Editado de:Leon

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