Ⅰ. Introducción
La conexión a tierra del punto neutro es una de las especificaciones operativas y de seguridad más importantes para los transformadores de potencia de alto-voltaje, especialmente para equipos de redes eléctricas de 110 kV y superiores. Una configuración razonable de conexión a tierra del punto neutro puede suprimir eficazmente la sobretensión de conmutación, evitar la rotura del aislamiento y garantizar la acción precisa de los dispositivos de protección del sistema de energía. En escenarios de distribución de energía industrial y comercial, tantotransformador de distribución lleno de aceitey los equipos de energía de gran-capacidad dependen de estrategias de conexión a tierra neutrales estandarizadas para mantener la estabilidad operativa-a largo plazo.
Como dispositivo de distribución de energía de mediana y gran capacidad-, el transformador trifásico de 750 kva se utiliza con frecuencia en parques industriales, complejos comerciales y redes eléctricas de apoyo. Dominar las reglas de puesta a tierra del punto neutro es esencial para eliminar los peligros ocultos de sobretensión durante las operaciones de puesta en servicio, apagado y conmutación de equipos.
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD es un fabricante profesional de equipos de transmisión y distribución de energía de serie completa-. La empresa produce principalmente transformadores de potencia sumergidos en aceite, transformadores de potencia de tipo seco-, transformadores de potencia enrollados tridimensionales-inmersos en aceite, transformadores de potencia enrollados tridimensionales-tipo seco-tipo seco-transformadores de tipo seco-a prueba de explosión-para minería, subestaciones móviles-a prueba de explosión para minería, transformadores de potencia de aleación amorfa, transformadores de potencia con regulación de capacidad de carga, locomotoras transformadores de tipo seco-, así como subestaciones prefabricadas, subestaciones modulares, subestaciones tipo caja de energía eólica, aparamenta de alta y baja tensión y otros equipos de transmisión y distribución. Con-investigación en profundidad sobre las especificaciones de operación del sistema eléctrico, proporcionamos configuración de protección y puesta a tierra estandarizada para transformadores de distribución llenos de aceite, transformadores trifásicos de 750 kva y todos los productos de soporte para adaptarse a condiciones operativas complejas de la red.
Ⅱ. Principio básico: por qué el punto neutro debe estar conectado a tierra durante la conmutación del transformador
1. Riesgo de sobretensión del punto neutro sin conexión a tierra
Durante la operación de cierre y apertura de disyuntores de alto-voltaje, con frecuencia se produce separación de fases o conmutación no-sincrónica. Si el punto neutro del transformador permanece sin conexión a tierra, el potencial neutro flotante producirá una sobretensión peligrosa, que pone en peligro directamente el aislamiento del devanado. Este peligro oculto existe universalmente en todos los equipos de distribución de energía de alto-voltaje, incluidos losTransformador trifásico de 750 kva.comúnmente utilizado en redes eléctricas industriales.
Para transformadores receptores de energía-con fuente de alimentación en un lado, un punto neutro sin conexión a tierra hará que el voltaje del neutro-a-tierra alcance el voltaje de fase completa en condiciones de conmutación de fase no-completa-. Mientras tanto, el acoplamiento capacitivo entre los devanados de alto-voltaje y de bajo-voltaje generará una sobretensión transferida desde el lado de alto-voltaje al lado de bajo-voltaje. En casos severos, se activará una sobretensión de resonancia, causando daños irreversibles al aislamiento del transformador.
Para transformadores de envío de energía-con fuentes de alimentación del lado-bajo, los puntos neutros sin conexión a tierra conllevan riesgos más graves. Antes de la conexión a la red, las fallas de conexión a tierra monofásicas-en el lado de alto-voltaje elevarán el potencial del punto neutro al voltaje de fase. Durante la conexión a la red asíncrona, el voltaje flotante del punto neutro puede alcanzar el doble del voltaje de fase, y el voltaje de fase abierta puede alcanzar 2,73 veces el voltaje de fase, lo que fácilmente provoca descargas disruptivas en el aislamiento y accidentes por avería.
2. Especificación de operación de la industria
En el sistema de red eléctrica de China de 110 kV y superiores, la conexión a tierra directa del punto neutro-es el modo de operación principal. Para garantizar la sensibilidad de la protección de secuencia cero-, el interruptor de puesta a tierra neutro de los transformadores principales suele estar abierto durante el funcionamiento normal. Sin embargo, el interruptor de puesta a tierra neutro debe estar cerrado durante todas las operaciones de puesta en marcha y apagado para suprimir la sobretensión de conmutación y proteger el aislamiento del devanado.
Ⅲ. Configuración de protección de conexión a tierra con separación de punto neutro
1. Composición de la protección y lógica de acción
La protección de conexión a tierra del espacio neutro del transformador adopta una configuración paralela de relés de corriente de secuencia cero-y relés de voltaje de secuencia cero-, con un retardo fijo de 0,5 s. Cuando ocurre una falla de conexión a tierra del sistema y el espacio de descarga se rompe y se descarga, la corriente de secuencia cero- detectada por el transformador de corriente de espacio dedicado activa la acción del relé de corriente. Si la separación no se descarga, el relé de voltaje de secuencia cero-responde al sobrevoltaje desequilibrado del sistema para completar la protección contra fallas.
Para fallas intermitentes de conexión a tierra por arco, el elemento de tiempo común de protección de espacio está diseñado sin función de retorno medio{0}, lo que garantiza una acción de protección confiable y consistente durante fallas de arco continuas y evita el rechazo de la protección o el mal funcionamiento.
Ⅳ. Requisitos de conexión a tierra para la energización del transformador sin-carga
Energizar transformadores sin-carga sin conexión a tierra del punto neutro es un riesgo operativo importante en-el sitio. El potencial neutro flotante causará tres riesgos típicos: sobretensión de fase-nivel neutro-a-tierra, sobretensión transferida capacitiva de alto-voltaje bajo y sobretensión resonante. Los tres voltajes anormales afectarán el sistema de aislamiento del transformador de distribución lleno de aceite y otros equipos eléctricos, acelerando el envejecimiento del aislamiento o causando averías directas.
Por lo tanto, es una especificación obligatoria en el sitio-que el punto neutro debe estar conectado a tierra de manera confiable antes de energizar cualquier transformador de alto-voltaje sin-carga.
Ⅴ. Principios generales de disposición de la puesta a tierra del neutro del transformador
El principio básico de la disposición de puesta a tierra del punto neutro es mantener estable la impedancia de secuencia cero-de la subestación y evitar grandes fluctuaciones en la distribución de corriente de secuencia cero-, lo que garantiza la coordinación y precisión de los ajustes de protección de la red eléctrica. Las reglas de disposición específicas se clasifican según el número de transformadores y los modos de operación de la barra.
1. Subestación de Transformador Único
El punto neutro del transformador deberá estar directamente conectado a tierra en funcionamiento normal. Los ajustes de protección se calculan en función del estado operativo conectado a tierra. Durante el mantenimiento y la parada del transformador, ajuste la configuración de protección o desactive los segmentos de protección correspondientes de acuerdo con especificaciones operativas especiales.
2. Dos o más transformadores
Sólo un punto neutro del transformador se mantiene directamente conectado a tierra durante el funcionamiento normal. Cuando el transformador conectado a tierra esté fuera de servicio, cambie otro transformador sin conexión a tierra al estado de conexión a tierra directa para mantener una impedancia de secuencia cero-estable. Si se requieren dos puntos de conexión a tierra por razones especiales, reemplace el punto de conexión a tierra a tiempo cuando se dispare cualquier transformador conectado a tierra.
3. Operación de doble barra con tres o más transformadores
Mantenga dos puntos neutros de conexión a tierra respectivamente en diferentes buses para equilibrar la distribución de impedancia de secuencia cero-. Cuando falla un punto de tierra, reemplácelo con un transformador sin conexión a tierra en el bus correspondiente. Si no se puede realizar el reemplazo de bus cruzado, clasifíquelo como operación especial y ajuste los parámetros de protección.
4. Suplemento de escenario especial
Cuando el mantenimiento-de línea corta provoca cambios en la distribución de corriente de secuencia-cero, aumente adecuadamente la cantidad de transformadores conectados a tierra para compensar los cambios de impedancia. Los autotransformadores y transformadores con requisitos especiales de nivel de aislamiento deben operar con puntos neutros puestos a tierra permanentemente.
Ⅵ. Operación estándar para conmutación del interruptor de puesta a tierra de neutro
1. Secuencia de operación
Toda conmutación del interruptor de puesta a tierra del punto neutro debe seguir el principio de tierra primero, romper después para garantizar que la red eléctrica tenga puntos de puesta a tierra continuos sin zonas muertas flotantes. Los pasos estándar son los siguientes: primero, cierre el aislador de puesta a tierra del neutro de reserva; en segundo lugar, abra el aislador de puesta a tierra original que funciona; finalmente, cambie la configuración de protección de secuencia cero-al transformador recién puesto a tierra.
2. Base teórica del "primero cerrar, romper después"
Los transformadores principales-de alto voltaje adoptan disyuntores-de fase dividida, que son propensos a cerrarse o romperse en fase no-completa-durante el funcionamiento. Si la conexión a tierra del punto neutro se desconecta primero, el punto neutro flotante generará una severa sobretensión de secuencia cero-en condiciones no-síncronas y no-completas-de fase, que se acoplará al lado de baja-tensión y dañará el aislamiento. El método "cerrar primero, romper después" mantiene restricciones continuas de conexión a tierra, limitando efectivamente la sobretensión transitoria.
En términos de lógica de protección, esta operación garantiza que la protección de secuencia cero-o la protección de espacio esté siempre en funcionamiento activo, evitando zonas en blanco de protección y garantizando restricciones de seguridad continuas para el transformador y todo el sistema de barras.
Ⅶ. Conclusión
La conexión a tierra del punto neutro del transformador no es solo una condición básica de conexión a la red, sino también una barrera de seguridad central para suprimir la sobretensión de conmutación, evitar daños en el aislamiento y garantizar la precisión de la protección. Todas las operaciones de energización sin carga, mantenimiento de apagado y conmutación de puesta a tierra deben cumplir con procedimientos estandarizados para eliminar los riesgos de sobretensión del neutro flotante. Un diseño de conexión a tierra razonable y un funcionamiento estandarizado son garantías esenciales para el funcionamiento estable a largo plazo-de los equipos de distribución de energía.
TECNOLOGÍA CO., LTD DE JINSHANMENCumple estrictos estándares de operación de la red eléctrica. Optimizamos la conexión a tierra y la protección para transformadores de distribución llenos de aceite, transformadores trifásicos de 750 kva y todas las series de equipos de distribución de energía, brindando soluciones de equipos de energía seguras, conformes y confiables para proyectos de distribución de energía globales.