Neutro é Definição, dispositivo e propósito

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A indústria de energia elétrica é um complexo industrial complexo, que consiste em muitos componentes. Para que cada elemento funcione corretamente e desempenhe suas tarefas, é necessário um conhecimento e compreensão precisos dos processos físicos que ocorrem nos equipamentos de energia. Alguns deles são fáceis de explicar, por isso sugerimos familiarizar-se com um conceito como "neutro".

Utilidade geral do fio neutro nos enrolamentos do transformador

Neutro é uma conexão de condutor de ponto zero comum em transformadores ou geradores trifásicos. No momento, existem 4 tipos principais de fixação de ponto zero:

1. Isolado. Este tipo é caracterizado pela ausência de um neutro. O esquema de conexão principal para a rede apresentada é um triângulo. Com f altas à terra monofásicas nas fases de trabalho, eles não sentem mudanças no consumo de energia. Este tipo é utilizado em redes de distribuição.6-35 kV.
2. Ressonância aterrada. Esta opção envolve o uso de aterramento do ponto zero dos enrolamentos do transformador ou gerador através de bobinas ou reatores supressores de arco (DGK, DGR). A presença de equipamentos especializados compensa o aumento do nível de corrente, evitando falhas fase-fase mais complexas.
3. Aterramento profundo. O tipo mais comum de neutro usado em redes domésticas. O enrolamento dos transformadores no lado baixo é feito em uma conexão estrela aberta e o ponto neutro é aterrado através do loop de terra do transformador ou subestação transformadora. Em caso de f altas na linha ou curto-circuito monofásico, é gerado um potencial em relação à terra, que ativa a proteção que desliga a linha.
4. Efetivamente aterrado. Um tipo de neutro aterrado, que é usado em redes de alta tensão de 110 kV e acima. O ponto zero dos transformadores de potência e o potencial de falha são levados ao solo. Para aumentar a eficiência das proteções, são utilizados equipamentos adicionais - um seccionador de aterramento neutro de coluna única (ZON). A posição do dispositivo de comutação é determinada pelas instruções de modo. Para redes de distribuição de 6-35 kV, é usado o aterramento através de um resistor de baixa resistência.

Tipos de ligação dos enrolamentos dos transformadores de potência

Como mencionado acima, o neutro é a conexão do condutor neutro de um transformador ou gerador trifásico. Para determinar o tipo de aterramento, bastaolhar para o esquema de equipamentos de energia. Para um neutro isolado, o diagrama de circuito é um triângulo.

As demais opções são implementadas através do aterramento do condutor neutro ao terra, DHA, resistor de baixa resistência. Estes últimos são utilizados principalmente em subestações que convertem energia elétrica de alta tensão em baixa, consumidora. Diagrama esquemático - estrela.

Neutro isolado em redes elétricas

Utilizado em redes de distribuição 6-35 kV. Com relação às manifestações físicas de um neutro isolado, a tensão sobe para linear. O principal objetivo deste tipo está associado aos seguintes pontos:

1. A rede não desliga, continua funcionando. Os consumidores em fases sem circuito usam eletrodomésticos monofásicos até que a linha seja desconectada. Não há desequilíbrio de tensão nas redes de 0,4 kV, nas redes 6-35 aumenta para linear.
2. A implementação de tais redes é muitas vezes mais barata de manter, o que permite economizar recursos significativos na distribuição de energia elétrica.
3. Alta confiabilidade, especialmente em linhas aéreas. A queda do galho não desligará o alimentador e garantirá seu desempenho.

As principais desvantagens das redes isoladas são:

1. Com curto-circuito monofásico, a rede continua funcionando, as proteções não funcionam, o que às vezes leva a acidentes com a população.
2. A presença de processos ferrorressonantes e a ocorrência de potência reativa, que degrada a qualidadeenergia elétrica.

Resistor e tensão de 110 kV e acima: como é executado o ponto zero?

O aterramento efetivo é um tipo especial de condutor neutro conectado a equipamentos especializados, que é utilizado em instalações elétricas acima de 1 kV. Para redes de distribuição, é utilizada uma variante com aterramento através de resistores de baixa resistência, que proporciona a desconexão da linha em caso de f alta à terra monofásica sem retardo de tempo.

As linhas de alta tensão de 110 kV e superiores também utilizam o tipo de neutro apresentado, o que garante resposta rápida das proteções. Para aumentar a sensibilidade do funcionamento do “relé”, cada transformador de potência dispõe de um equipamento ZON especial. O aterramento neutro de coluna única também fornece proteção contra sobrecarga.

Aterramento através de resistores de baixa resistência

O uso de resistores de baixa resistência é considerado uma solução ideal para a segurança das pessoas nas redes de distribuição, bem como para a manutenção do isolamento das linhas de cabos. A implementação da proteção envolve trazer o ponto zero para equipamentos especializados, que possuem uma resistência ôhmica menor e emitem um sinal para desligar a linha. O alimentador é desligado com um tempo mínimo de atraso, o que é uma das vantagens. Outros incluem:

• Primeiro, este é um neutro, que, quando a "terra" aparece, determina com precisão a direção danificada e desliga o necessáriolinha.
• Segunda: não há necessidade de cálculos adicionais e compilação de mapas de regime com possibilidades limitadas para redes de distribuição de toque.

Desvantagens importantes deste tipo de aterramento:

1. Não é eficaz para altas correntes de f alta à terra, pois causa problemas em subestações onde são instalados resistores de baixa resistência.
2. Baixa eficiência em linhas aéreas, bem como em linhas de longa distância. No primeiro caso, a menor aproximação de galhos de árvores fará com que o alimentador seja desligado. Especialmente relevante com consumidores de 1 categoria especial, 1 e 2.
3. Paradas extras que ocorrem devido a operação inadequada das proteções (f alta de religamento automático), implica em paradas no consumo, perdas materiais da organização de fornecimento de energia.

Aterramento cego de transformadores de potência à terra

Tudo conectado com a rede de distribuição de 0,4 kV é um neutro com terra surda ao solo. O tipo apresentado tem um lugar e um papel especial em termos de segurança. Quando ocorre um curto-circuito com o terra, a proteção é acionada, em particular, a PN-2 queima ou a máquina desliga. Em relação a essa rede, também estão sendo desenvolvidas proteções para fiação em casas e apartamentos. Um exemplo marcante é o funcionamento do RCD, que garante a detecção de correntes de fuga.

As principais vantagens deste tipo de neutro são:

1. Ideal para distribuição de energia elétrica, mantém o uso doméstico e especializadoequipamento monofásico/trifásico.
2. O circuito de proteção não requer equipamentos especializados e caros. Meios técnicos como fusíveis ou disjuntores podem lidar facilmente com um curto-circuito à terra.

As desvantagens incluem:

1. As proteções são insensíveis a curtos-circuitos de longo alcance. É necessário calcular com precisão a resistência ôhmica do loop fase-zero e a escolha correta dos disjuntores ou fusíveis.
2. Trip não ocorre se não houver falha de aterramento. Isso representa um perigo para os seres humanos, que é corrigido através do uso de fios isolados.

Neutros compensados ou aterrados de forma ressonante

Os neutros aterrados ressonantes são usados principalmente em redes de distribuição com tensão de 6-35 kV, onde o esquema de conexão é realizado por linhas de cabos. A conexão do ponto zero é realizada através de êmbolos especiais ou transformadores ajustáveis RUOM. Tal sistema permite determinar a indutância na rede durante um curto-circuito monofásico, o que fornece compensação para o nível de corrente.

Este tipo de neutro reduz o risco de acidente, a transição de um curto-circuito monofásico para um interfásico. As vantagens para tensão 6-35 kV são:

A principal vantagem está associada à finalidade do equipamento. Alto grau de proteção de isolamento de linhas de cabos com ajuste adequado

As desvantagens de uma rede com este tipo de neutro são:

1. Difícil de configurar. Pode ocorrer subcompensação ou supercompensação,que impedirá o uso adequado do equipamento. Para o alinhamento, é necessário calcular a indutância das correntes dependendo do comprimento da linha, da potência dos transformadores. No caso de alterar o esquema ou adicionar equipamentos de energia, os transformadores de pistão nem sempre dão conta das tarefas.
2. Equipamentos configurados incorretamente e alto desgaste das linhas de cabos levam a uma reação em cadeia que envolve a falha de várias seções fracas da rede.
3. Aumento das perdas técnicas que ocorrem durante a operação, bem como problemas de segurança. A compensação de corrente na subestação é implementada em relação ao terra.
4. Incapaz de determinar a linha onde ocorreu o curto-circuito. O processo de escolha de um alimentador com "terra" é realizado através da comparação de correntes harmônicas, o que nem sempre é considerado um meio eficaz de obter informações confiáveis.

Condutor neutro e bobina de extinção de arco, reator

A diferença de neutro ressonante aterrado está relacionada ao equipamento utilizado. Como observado acima, o ponto zero pode estar localizado em uma bobina de extinção de arco do tipo êmbolo ou em um reator ajustável. As principais diferenças estão associadas aos seguintes pontos:

1. DGK assume compensação através de um sistema sintonizado de transformadores de pistão. O ajuste é implementado através de cálculos de uma rede real pelo serviço de proteção do relé. Quando ocorre uma f alta à terra, as correntes são compensadas com base na indutância. O processo não é regulado ou ajustado, o queé um momento desagradável no caso do aparecimento de "terra" em vários pontos de linhas diferentes.
2. DGR - equipamento mais moderno, que envolve o uso de sistemas automáticos para determinação da indutância da rede. Entre as opções populares estão os reatores do tipo RUOM com ajuste SAMUR. A implementação de polling em tempo real garante a operabilidade mesmo com várias falhas de aterramento.

Seja solidamente aterrado ou isolado, cada tipo tem seu lugar na indústria de energia de hoje. E o conhecimento dos recursos permitirá que você lide com a essência física do problema.