¿Cuándo usar una pequeña resistencia para conexión a tierra y cuándo usar una bobina de supresión de arco?

Dispositivo de bobina de supresión de 1 arco: Directrices técnicas para la selección de métodos de puesta a tierra del punto neutro para sistemas de tensión 1 Ámbito de aplicación Esta guía especifica la puesta a tierra del punto neutro de sistemas de media tensión con tres niveles de tensión: 10 kV, 20 kV y 35 kV Se brindan los principios técnicos para la selección del método y los principios de configuración recomendados para bobinas de supresión de arco, dispositivos de resistencia pequeños y transformadores de puesta a tierra de soporte, transformadores de corriente y otros equipos. Esta guía se aplica a la selección de métodos de puesta a tierra del punto neutro para los sistemas de media tensión de la red eléctrica de Jiangsu. 2 Documentos normativos de referencia Esta guía cita las disposiciones relevantes de las siguientes normas. Cuando estas normas sean revisadas, los usuarios de esta guía deben citar las disposiciones relevantes de las últimas versiones de las siguientes normas. DL/T620 Protección contra sobretensión y coordinación de aislamiento de dispositivos eléctricos de CA DL/T621 Puesta a tierra de dispositivos eléctricos de CA DL/T780 Resistencia de puesta a tierra del punto neutro del sistema de distribución DL/T1057 Dispositivo completo de bobina de supresión de arco de compensación de seguimiento automático Condiciones técnicas State Grid Corporation of China Power Grid Sheng [2004] Norma técnica n.º 634 para dispositivos de bobina de extinción de arco de 10 kV ~ 66 kV 3 Términos y definiciones Los siguientes términos y definiciones se aplican a esta guía. 3.1 El sistema de puesta a tierra eficaz con punto neutro debe garantizar que la relación entre la reactancia de secuencia cero y la reactancia de secuencia positiva (X0/X1) sea positiva y menor que 3 en diversas condiciones, y que la relación entre la resistencia de secuencia cero y la reactancia de secuencia positiva (R0/X1) sea un valor positivo y no mayor que 1. El punto neutro está conectado a tierra directamente, el punto neutro está conectado a tierra mediante una pequeña reactancia y el punto neutro está conectado a tierra mediante una pequeña resistencia, todos pertenecen a este tipo de sistema. 3.2 El sistema de puesta a tierra ineficaz del punto neutro debe hacer que la relación entre la reactancia de secuencia cero y la de secuencia positiva (X0/X1) sea mayor que 3 en diversas condiciones. El punto neutro no está conectado a tierra, el punto neutro está conectado a tierra mediante una bobina de supresión de arco y el punto neutro está conectado a tierra mediante una alta resistencia, todos pertenecen a este tipo de sistema. 3.3 Sistema de puesta a tierra de alta resistencia El punto neutro del sistema está conectado a tierra a través de una resistencia con un cierto valor de resistencia, y la corriente de falla a tierra monofásica generalmente se limita a menos de 10 A. El diseño del sistema de puesta a tierra de alta resistencia debe cumplir con el criterio de R0≤XC0 (R0 es la resistencia de secuencia cero equivalente del sistema, y ​​. 3.4 Sistema de puesta a tierra de pequeña resistencia El punto neutro del sistema está conectado a tierra a través de una resistencia de cierta resistencia. La pequeña resistencia debe seleccionarse de manera que cuando ocurra una falla a tierra en el sistema, haya suficiente corriente para cumplir con los requisitos de rapidez y velocidad. La selectividad de la protección del relé. Las fallas a tierra monofásicas son generalmente limitadas. La corriente es de 100 A ~ 1000 A. Para sistemas generales, el criterio para limitar la sobretensión transitoria es (R0/X0) ≥ 2. Donde X0 es la inductancia de secuencia cero equivalente del sistema. 3.5 Una determinada fase del sistema metálico de puesta a tierra en el punto de falla está conectada directamente a tierra. En este momento, para el sistema con punto neutro no efectivamente puesto a tierra, el valor efectivo del voltaje del punto neutro a tierra alcanza el voltaje de fase del sistema; en el sistema con punto neutro efectivamente puesto a tierra, el valor efectivo del voltaje del punto neutro a tierra está cerca; al voltaje de fase del sistema. 3.6 Una determinada fase en el sistema de puesta a tierra de impedancia del punto de falla está conectada a tierra a través de una determinada impedancia. En este momento, el voltaje neutro punto a tierra del sistema se ve afectado por la impedancia del punto de tierra, que generalmente es menor que el voltaje de fase del sistema. Cuanto mayor sea el valor de impedancia en el punto de falla, menor será el voltaje neutro a tierra. 3.7 Corriente de capacitancia del sistema La corriente de capacitancia total del sistema trifásico es (3Un/Xco), Un es el voltaje de fase nominal del sistema y Xco es la reactancia capacitiva de cada fase a tierra. 3.8 Corriente capacitiva de falla a tierra monofásica Cuando el punto neutro del sistema no está puesto a tierra, la corriente de falla que fluye a través del punto de falla debido a una puesta a tierra metálica monofásica del sistema es numéricamente igual a la corriente capacitiva del sistema (3Un /Xco). 3.9 Cuando ocurre una falla a tierra monofásica en el punto neutro de corriente residual a través del sistema de puesta a tierra de la bobina de supresión de arco, toda la corriente que fluye a través del punto de tierra será compensada por el dispositivo de compensación de la bobina de supresión de arco. 3.10 Tensión asimétrica del punto neutro La tensión asimétrica del punto neutro se refiere a la diferencia de potencial entre el punto neutro del generador o transformador y la tierra cuando el punto neutro del sistema eléctrico está suspendido. Esta diferencia de potencial se debe principalmente a las tres fases del sistema. Causado por la asimetría de la capacitancia de tierra. 3.11 Tensión de desplazamiento del punto neutro Después de colocar el dispositivo de puesta a tierra del punto neutro en la red eléctrica, la diferencia de potencial entre el punto neutro y la tierra se denomina tensión de desplazamiento del punto neutro. Cuando el punto neutro está conectado a tierra a través de una bobina de supresión de arco, el potencial del punto neutro aumentará significativamente debido a la conexión en serie de la capacitancia del sistema a tierra y la inductancia de la bobina de supresión de arco cuando el punto neutro está conectado a tierra a través de una pequeña resistencia, el neutro; el potencial del punto neutro será mayor que el potencial del punto neutro. El voltaje asimétrico del punto neutro se reduce; el voltaje de desplazamiento del punto neutro del sistema sin conexión a tierra es igual al voltaje asimétrico del punto neutro.

4 Principios técnicos para seleccionar métodos de puesta a tierra del punto neutro 4.1 Sistemas de líneas aéreas de 10 kV, 20 kV y 35 kV que no están conectados directamente al generador (generalmente la longitud total del cable de salida de la subestación es inferior a 1 km y el resto son líneas aéreas), cuando un condensador de falla a tierra monofásico Cuando la corriente no excede los siguientes valores, se debe usar el método sin conexión a tierra cuando se exceden los siguientes valores y se requiere operación en condiciones de falla a tierra, se debe usar el método de conexión a tierra de la bobina de supresión de arco; Se utilizan: a) Torres aéreas de hormigón armado o metálicas de 10kV, 20kV y 35kV. Sistema compuesto por líneas de 10A. b) Sistemas formados por líneas aéreas de 10kV y 20kV de hormigón no armado o torres no metálicas, 20A. 4. Los sistemas de distribución de energía de media tensión compuestos por líneas totalmente cableadas de 210 kV, 20 kV y 35 kV deben adoptar el método de conexión a tierra del punto neutro a través de una pequeña resistencia. En este momento, no es adecuado utilizar la función de reconexión de líneas compuestas por todos. -Las líneas de cable pero con una escala fija también pueden utilizar el método de eliminación de puesta a tierra de la bobina de arco. 4. Para sistemas de distribución de energía híbridos de 310kV, 20kV y 35kV compuestos por cables y líneas aéreas, las regulaciones son las siguientes: a) Cuando la corriente capacitancia de falla a tierra monofásica de cada sección de barra de la subestación sea mayor a 100A (50A para En el sistema de 35 kV), se debe utilizar una conexión a tierra de pequeña resistencia. Nota: Cuando la corriente de capacitancia de un solo cable es grande, el sistema de conexión a tierra de pequeña resistencia también puede utilizar el método de instalar una compensación adecuada para mejorar la sensibilidad de protección del relé. b) Cuando el componente armónico en la corriente de falla a tierra monofásica de la subestación excede el 4% y la corriente de capacitancia de falla a tierra monofásica de cada sección del bus es mayor a 75 A, se debe utilizar el método de conexión a tierra de pequeña resistencia. c) Cuando la corriente de capacitancia de falla a tierra monofásica de cada sección de barra de la subestación es menor a 100 A (50 A para el sistema de 35 kV), se debe utilizar un sistema de puesta a tierra de bobina de supresión de arco y se debe desactivar la función de reconexión del dispositivo de protección. habilitado durante la operación. d) En las principales áreas urbanas donde la incertidumbre de los cambios del sistema es grande y la corriente de capacitancia aumenta rápidamente, se puede usar un sistema de puesta a tierra de pequeña resistencia independientemente de si se trata de un sistema de cable completo o no. 4.4 Para sistemas de distribución de energía compuestos por líneas aéreas puras de 10 kV y 20 kV, cuando la corriente de capacitancia de falla a tierra monofásica es inferior a 10 A, generalmente se debe usar el método sin conexión a tierra para este tipo de sistema de distribución de energía con resonancia de desconexión frecuente y alta resistencia; También se puede utilizar el método de conexión a tierra. Generalmente, no se recomienda el método de conexión a tierra de alta resistencia en sistemas de media tensión. 4.5 Para sistemas de 10 kV, 20 kV y 35 kV que adoptan métodos de conexión a tierra de pequeña resistencia, la duración de la falla de la verificación de seguridad de la resistencia de conexión a tierra de la torre (voltaje de contacto, voltaje de paso) debe considerarse de acuerdo con el tiempo de acción de la protección de respaldo, que generalmente es de 1,3 ~ 1,5 s. . 4.6 Se deben utilizar conductores aislados para líneas aéreas en sistemas de puesta a tierra de pequeña resistencia para reducir las fallas a tierra instantáneas, y se deben tomar las medidas correspondientes para evitar la desconexión por rayos, como instalar pararrayos con espacios externos, abrazaderas antiarco o erigir cables aéreos. cables blindados y otras medidas. 4.7 Cuando se utilizan métodos de puesta a tierra de bobina de supresión de arco o de puesta a tierra por resistencia, el nivel de aislamiento del equipo del sistema debe seleccionarse de acuerdo con el nivel de aislamiento del sistema sin conexión a tierra del punto neutro. 5 Principios para la selección y aplicación de dispositivos de conexión a tierra de punto neutro 5.1 Selección y aplicación de dispositivos de bobina de supresión de arco Los dispositivos de bobina de supresión de arco instalados en exteriores deben utilizar devanados de cobre sumergidos en aceite, dispositivos de bobina de supresión de arco combinados o preinstalados en exteriores y dispositivos de bobina de supresión de arco sumergidos en aceite. se pueden utilizar dispositivos de bobina de supresión de arco con devanado de cobre sumergido o devanado de cobre seco; para dispositivos de bobina de supresión de arco instalados en interiores, se utiliza devanado de cobre seco. El dispositivo de bobina de supresión de arco debería poder rastrear automáticamente la corriente del capacitor del sistema y ajustarla. La bobina de supresión de arco de seguimiento automático debe conectarse en paralelo con una resistencia media (resistencia pequeña) y un dispositivo de selección de línea de falla correspondiente para mejorar la precisión de la selección de la línea de falla y aislar la línea de falla a tiempo. La capacidad de la bobina de supresión de arco debe determinarse basándose en el plan de desarrollo del sistema de 5 a 10 años, y generalmente se calcula según la fórmula: donde: W—la capacidad de la bobina de supresión de arco, kVA k—desarrollo; coeficiente, con un rango de valores de 1,35 a 1,6; Ic: corriente de capacitancia de puesta a tierra monofásica del sistema actual, A; Un: voltaje nominal del sistema, kV. El dispositivo de bobina de supresión de arco de seguimiento automático debe cumplir con los requisitos del DL/T1057 "Condiciones técnicas para dispositivos de supresión de arco de compensación y seguimiento automático". Además, también debe cumplir los siguientes requisitos durante la operación: a) En condiciones normales de operación, el neutro. El voltaje de desplazamiento del punto no debe exceder el estándar del sistema. Pesar el 15% del voltaje de fase. b) La bobina de supresión de arco debe adoptar un modo de operación de sobrecompensación. Después de la compensación mediante el dispositivo de la bobina de supresión de arco, la corriente residual en el punto de conexión a tierra no debe exceder los 5 A. c) Después de que la falla a tierra desaparece en un sistema equipado con un dispositivo de bobina de supresión de arco, el voltaje de la fase de falla debería volver rápidamente al voltaje normal y no debería ocurrir ninguna resonancia lineal o no lineal. d) El valor de la resistencia de amortiguación del dispositivo de bobina de extinción de arco ajustable por giro debe tener un cierto rango de ajuste para adaptarse a los cambios en la simetría del sistema y no debe enviar por error la señal de tierra del sistema ni causar resonancia en serie lineal.

La entrada y retirada de la resistencia de amortiguación debe utilizar equipos electrónicos de potencia que no requieran señales ni energía de apertura y cierre. Está prohibido utilizar contactores y otros equipos que requieran energía de apertura y cierre. La entrada y salida de la resistencia de amortiguación no se debe ajustar artificialmente con retardos de acción. e) El dispositivo de bobina de supresión de arco por sí solo no debe producir armónicos ni amplificar los armónicos del sistema, afectando la extinción del arco de puesta a tierra. En algunos modos de funcionamiento, la bobina de supresión de arco ajustable por capacitancia amplificará la corriente armónica del sistema y generalmente no se recomienda (excepto para las bobinas de supresión de arco que combinan capacitancia y ajuste de giro). f) El equipo de control del dispositivo de bobina de supresión de arco debe tener un buen nivel de interferencia antielectromagnética, alcanzando generalmente el nivel 3. El sistema de control del dispositivo de bobina de supresión de arco permite choques instantáneos, pero debería poder recuperarse rápidamente por sí solo. g) El dispositivo de bobina de supresión de arco debe adoptar un sistema de registro de ondas y una interfaz de red universal para facilitar el análisis de fallas y la llamada remota de la información de acción del dispositivo de bobina de supresión de arco. 5.2 Selección y aplicación del dispositivo de resistencia de punto neutro La selección del valor de resistencia del dispositivo de resistencia de tierra debe considerar de manera integral los requisitos técnicos de protección del relé, el impacto de la corriente de falla en los equipos eléctricos y las comunicaciones, así como el impacto en el suministro de energía del sistema. confiabilidad, seguridad personal, etc. La selección del valor de resistencia debe limitar la corriente de cortocircuito de conexión a tierra monofásica metálica a 300-600 A. El rango de selección del valor de resistencia del punto neutro es el siguiente: sistema de 10 kV, sistema de 10-20 ohmios, sistema de 20-40 ohmios, 35-70 ohmios; El dispositivo de resistencia de puesta a tierra del punto neutro debe cumplir con los requisitos de DL/T780 "Resistencias de puesta a tierra del punto neutro en sistemas de distribución". Además, durante la selección y operación, también debe cumplir: a) El dispositivo de resistencia debe utilizar resistencias de acero de aleación inoxidable. La capacidad térmica de la resistencia debe considerar el tiempo de acción de la protección de respaldo del relé y el tiempo de acción del disyuntor y dejar un cierto margen. Generalmente, el tiempo de estabilización térmica es de 10 segundos y el aumento de temperatura no debe exceder los 760 K. El valor de voltaje para calcular el valor de corriente a largo plazo de la resistencia se selecciona de acuerdo con el voltaje de desplazamiento del punto neutro que no excede el 10 % del nominal del sistema. voltaje de fase. La resistencia a largo plazo de la resistencia. El aumento de la temperatura de funcionamiento no debe exceder los 380 K. Las abrazaderas y soportes utilizados para fijar la resistencia en la resistencia deben poder soportar las temperaturas correspondientes. b) El coeficiente de temperatura del material de la resistencia no debe exceder /°C. Cuando ocurre una falla a tierra, la resistencia de la resistencia aumenta para garantizar que la protección del relé aún tenga suficiente sensibilidad durante el recierre. En la prueba de aumento de temperatura de 10 segundos, el valor de atenuación de corriente de la resistencia no debe exceder el 20% de la corriente inicial cuando se alcanza el límite de aumento de temperatura. c) El nivel de aislamiento del dispositivo de resistencia de puesta a tierra debe seleccionarse de acuerdo con los requisitos del nivel de voltaje correspondiente. d) Se debe agregar un dispositivo de monitoreo de corriente de punto neutro o de detección de aumento de temperatura de la resistencia de puesta a tierra al bucle de resistencia de puesta a tierra. 5.3 Selección del transformador de puesta a tierra Para sistemas de 10 kV, 20 kV y 35 kV sin punto neutro, se debe instalar un transformador de puesta a tierra, y el transformador de puesta a tierra debe utilizar un transformador de cableado tipo Z. Su capacidad se selecciona según el número de prioridad de la capacidad del transformador de distribución (kVA), generalmente 30, 50, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630,…. La impedancia trifásica de secuencia cero del transformador de puesta a tierra no debe ser mayor que los datos de la Tabla 1. El dispositivo de bobina de supresión de arco debe tener en cuenta esta impedancia al medir la corriente de capacitancia del sistema. Tabla 1 Valores de impedancia de secuencia cero de los transformadores de puesta a tierra en diferentes niveles de voltaje 10 kV 20 kV 35 kV impedancia de secuencia cero (Ω) 510305.3.1 Transformador de puesta a tierra para el sistema de bobina de supresión de arco El transformador de puesta a tierra para la bobina de supresión de arco generalmente está conectado a la barra colectora a través de Se debe utilizar un disyuntor y un interruptor trifásico que se abre y se cierra al mismo tiempo, la combinación de interruptor de aislamiento y fusible monofásico no se debe utilizar como dispositivo de conmutación y protección del transformador de puesta a tierra. Cuando el transformador de puesta a tierra utilizado para la bobina de supresión de arco no se utiliza también como transformador, su capacidad se selecciona de acuerdo con la capacidad de la bobina de supresión de arco; cuando también se utiliza como transformador, la capacidad del transformador de puesta a tierra se calcula de acuerdo con ella; a la siguiente fórmula: donde S1 es la capacidad correspondiente a la corriente del capacitor del sistema S2 La capacidad de carga eléctrica utilizada por la subestación; 5.3.2 Transformador de puesta a tierra para el sistema de puesta a tierra por resistencia 5.3.2.1 Ubicación de instalación del transformador de puesta a tierra para el sistema de puesta a tierra por resistencia en el punto neutro a) El transformador de puesta a tierra se conecta al extremo secundario del transformador principal a través del interruptor de aislamiento y se coloca dentro o fuera de funcionamiento al mismo tiempo que el transformador principal. No debe servir también como transformador utilizado. Todo el circuito del transformador de puesta a tierra está dentro del rango de protección diferencial del transformador principal. Cuando se producen fallas a tierra en líneas y barras colectoras, las corrientes de secuencia cero fluyen a través de los CT tanto del circuito del transformador principal como del circuito del transformador de puesta a tierra. del transformador principal debe eliminar o evitar esta parte de la corriente de secuencia cero. Dado que el transformador de puesta a tierra tiene un cableado en forma de Z, el método de cableado del circuito secundario del transformador de corriente del lado de alto voltaje debe coincidir con él. Generalmente, para sistemas de puesta a tierra de pequeña resistencia, se recomienda que el transformador de puesta a tierra esté conectado al extremo secundario del transformador principal a través de un interruptor de aislamiento. b) El transformador de puesta a tierra está conectado a la barra colectora a través del disyuntor y puede funcionar como transformador utilizado.

Cuando ocurren fallas a tierra en líneas y barras colectoras, no fluye corriente de secuencia cero a través del CT del circuito del transformador principal. Solo el transformador de puesta a tierra, la resistencia pequeña y el CT de línea (cuando la línea falla) tienen corriente de secuencia cero fluyendo a través de él. La protección de secuencia cero del transformador de puesta a tierra se puede utilizar para la protección de respaldo de fallas de línea. Las partes vivas expuestas, como interruptores y barras colectoras, deben sellarse con materiales termoplásticos para minimizar la posibilidad de falla de esta parte del equipo. 5.3.2.2 Selección de la capacidad del transformador de puesta a tierra en el sistema de puesta a tierra por resistencia Cuando el transformador de puesta a tierra utilizado en el sistema de puesta a tierra por resistencia pequeña no sirve también como transformador principal, la capacidad se seleccionará de acuerdo con 1/10 de la capacidad. correspondiente a la corriente que fluye a través del transformador de puesta a tierra durante una falla a tierra, cuando el transformador de puesta a tierra también sirve como transformador principal, la capacidad se seleccionará como transformador principal. La capacidad también debe agregarse a la capacidad de carga utilizada. 5.4 Selección del transformador de corriente El transformador de corriente del sistema de puesta a tierra de la bobina de supresión de arco generalmente debe conectarse entre la bobina de supresión de arco y tierra. El transformador de corriente del sistema de puesta a tierra de resistencia pequeña se puede conectar entre la resistencia y la tierra o entre la resistencia; y la tierra según sea necesario entre el neutro y la resistencia. a) El transformador de corriente del sistema de puesta a tierra de la bobina de extinción de arco se configura de acuerdo con la configuración convencional. Si se utiliza el sistema de bobina de extinción de arco con una resistencia en paralelo, se debe instalar un transformador de corriente de secuencia cero en cada tomacorriente. La corriente nominal y la relación de transformación se seleccionan en función de la corriente que provoca la puesta a tierra metálica de la línea cuando se coloca la resistencia, y se deja un cierto margen. b) Se debe instalar un transformador de corriente de secuencia cero con buenas características voltamperaje en cada salida de un sistema de puesta a tierra de pequeña resistencia. c) El nivel de aislamiento del transformador de corriente utilizado para el dispositivo de bobina de supresión de arco y el dispositivo de resistencia varía según la ubicación de instalación. Si está conectado directamente al punto de puesta a tierra fijo, se puede utilizar un transformador de corriente de bajo voltaje; está conectado al terminal de conexión a tierra fijo a través de otro equipo, debe conectarse al punto de conexión a tierra fijo. Un transformador de corriente con el mismo nivel de voltaje que la bobina de supresión de arco o el dispositivo de resistencia. 2-Referencia para la selección de líneas de conexión a tierra de corriente pequeña: State Grid Enterprise Standard Q/GDW-369-2009