Neutro es Definición, dispositivo y finalidad

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La industria de la energía eléctrica es un complejo industrial complejo que consta de muchos componentes. Para que cada elemento funcione correctamente y realice sus tareas, es necesario un conocimiento y comprensión precisos de los procesos físicos que ocurren en los equipos de potencia. Algunos de ellos son fáciles de explicar, por lo que sugerimos familiarizarse con un concepto como "neutro".

Propósito general del cable neutro en devanados de transformadores

El neutro es una conexión de conductor de punto cero común en transformadores o generadores trifásicos. Por el momento, hay 4 tipos principales de conexión de punto cero:

1. Aislado. Este tipo se caracteriza por la ausencia de un neutro. El esquema de conexión principal para la red presentada es un triángulo. Con f altas a tierra monofásicas en las fases de trabajo, no sienten cambios en el consumo de energía. Este tipo se utiliza en redes de distribución.6-35 kV.
2. Resonancia puesta a tierra. Esta opción implica el uso de puesta a tierra del punto cero de los devanados del transformador o generador a través de bobinas o reactores supresores de arco (DGK, DGR). La presencia de equipos especializados compensa el aumento del nivel de corriente, evitando fallas de fase a fase más complejas.
3. Profundo. El tipo de neutro más común utilizado en redes domésticas. El devanado de los transformadores en la parte de baja se realiza en estrella abierta y el punto neutro se pone a tierra a través del bucle de tierra del transformador o centro transformador. En caso de f alta de línea o cortocircuito monofásico, se crea un potencial respecto a tierra que activa la protección que desconecta la línea.
4. Efectivamente conectado a tierra. Una especie de neutro puesto a tierra, que se utiliza en redes de alta tensión de 110 kV y superiores. El punto cero de los transformadores de potencia y el potencial de falla se llevan a tierra. Para aumentar la eficiencia de las protecciones, se utilizan equipos adicionales: un interruptor de puesta a tierra neutral de una sola columna (ZON). La posición del dispositivo de conmutación está determinada por las instrucciones de modo. Para redes de distribución de 6-35 kV, se utiliza la puesta a tierra a través de una resistencia de baja resistencia.

Tipos de conexión de devanados de transformadores de potencia

Como se indicó anteriormente, el neutro es la conexión del conductor neutro de un transformador o generador de energía trifásico. Para determinar el tipo de puesta a tierra bastamira el esquema de los equipos de potencia. Para un neutro aislado, el diagrama del circuito es un triángulo.

El resto de opciones se implementan mediante la puesta a tierra del conductor neutro a tierra, DHA, resistencia de baja resistencia. Estos últimos se utilizan principalmente en subestaciones que convierten energía eléctrica de alto voltaje a bajo consumo. Diagrama esquemático - estrella.

Neutro aislado en redes eléctricas

Utilizado en redes de distribución 6-35 kV. Con respecto a las manifestaciones físicas de un neutro aislado, el voltaje se eleva a lineal. El propósito principal de este tipo está asociado con los siguientes puntos:

1. La red no se apaga, sigue funcionando. Los consumidores en fases sin circuito utilizan electrodomésticos monofásicos hasta que se desconecta la línea. No hay desequilibrio de tensión en redes de 0,4 kV, en redes 6-35 aumenta a lineal.
2. La implementación de este tipo de redes es muchas veces más económica de mantener, lo que le permite ahorrar importantes fondos en la distribución de energía eléctrica.
3. Alta fiabilidad, especialmente en líneas eléctricas aéreas. La caída de la rama no apagará el alimentador y asegurará su funcionamiento.

Las principales desventajas de las redes aisladas son:

1. Con un cortocircuito monofásico, la red sigue funcionando, las protecciones no funcionan, lo que en ocasiones genera accidentes con la población.
2. La presencia de procesos ferrorresonantes y la aparición de potencia reactiva, lo que degrada la calidadenergía eléctrica.

Resistencia y tensión de 110 kV y superior: ¿cómo se ejecuta el punto cero?

La puesta a tierra efectiva es un tipo especial de conductor neutro conectado a un equipo especializado, que se utiliza en instalaciones eléctricas por encima de 1 kV. Para redes de distribución se utiliza una variante con puesta a tierra mediante resistencias de baja impedancia, que permite desconectar la línea en caso de f alta a tierra monofásica sin retardo de tiempo.

Las líneas de alta tensión de 110 kV y superiores también utilizan el tipo de neutro presentado, lo que garantiza una rápida respuesta de las protecciones. Para aumentar la sensibilidad de la operación de "relé", cada transformador de potencia tiene un equipo ZON especial. La puesta a tierra del neutro de una sola columna también proporciona protección contra sobrecargas.

Puesta a tierra mediante resistencias de baja resistencia

El uso de resistencias de baja resistencia se considera una solución ideal para la seguridad de las personas en las redes de distribución, así como para el mantenimiento del aislamiento de las líneas de cables. La implementación de la protección implica llevar el punto cero a un equipo especializado, que tiene una resistencia óhmica más baja y da una señal para apagar la línea. El alimentador se apaga con un retardo de tiempo mínimo, lo cual es una de las ventajas. Otros incluyen:

• Primero, este es un neutral que, cuando aparece la "tierra", determina con precisión la dirección dañada y apaga el requeridolinea.
• Segundo: no hay necesidad de cálculos adicionales ni compilación de mapas de régimen con posibilidades limitadas para las redes de distribución de llamada.

Desventajas importantes de este tipo de conexión a tierra:

1. No es efectivo para altas corrientes de falla a tierra ya que causa problemas en subestaciones donde se instalan resistencias de baja resistencia.
2. Baja eficiencia en líneas aéreas, así como en líneas de larga distancia. En el primer caso, la más mínima aproximación de las ramas de un árbol provocará que el comedero se apague. Especialmente relevante con consumidores de 1 especial, 1 y 2 categorías.
3. Las paradas extras que se producen por mal funcionamiento de las protecciones (f alta de recierre automático), implican paradas en el consumo, pérdidas materiales de la organización del suministro eléctrico.

Puesta a tierra ciega de transformadores de potencia a tierra

Todo lo conectado a la red de distribución de 0,4 kV es un neutro con tierra sorda. El tipo presentado tiene un lugar y un papel especial en términos de seguridad. Cuando ocurre un cortocircuito a tierra, se activa la protección, en particular, PN-2 se quema o la máquina se apaga. Con respecto a dicha red, también se están desarrollando protecciones para el cableado de casas y departamentos. Un ejemplo llamativo es el funcionamiento del RCD, que garantiza la detección de corrientes de fuga.

Las principales ventajas de este tipo de neutro son:

1. Ideal para distribución de energía eléctrica, mantiene domiciliarios y especializadosequipos monofásicos/trifásicos.
2. El circuito de protección no requiere equipo especializado y costoso. Medios técnicos como fusibles o disyuntores pueden hacer frente fácilmente a un cortocircuito a tierra.

Las desventajas incluyen:

1. Las protecciones son insensibles a los cortocircuitos de largo alcance. Es necesario calcular con precisión la resistencia óhmica del bucle de fase cero y la elección correcta de los disyuntores o fusibles.
2. No se produce disparo si no hay defecto a tierra. Esto representa un peligro para los humanos, que se corrige mediante el uso de cables aislados.

Neutrales compensados o con conexión a tierra resonante

Los neutros con puesta a tierra resonante se utilizan principalmente en redes de distribución con una tensión de 6-35 kV, donde el esquema de conexión se realiza mediante líneas de cable. La conexión del punto cero se realiza mediante émbolo especial o transformadores regulables RUOM. Dicho sistema le permite determinar la inductancia en la red durante un cortocircuito monofásico, lo que compensa el nivel actual.

Este tipo de neutro reduce el riesgo de accidente, la transición de un cortocircuito monofásico a uno de interfase. Las ventajas para tensión 6-35 kV son:

La principal ventaja está asociada con el propósito del equipo. Alto grado de protección de aislamiento de las líneas de cable con el ajuste adecuado

Las desventajas de una red con este tipo de neutral son:

1. Difícil de configurar. Puede ocurrir una subcompensación o una sobrecompensación,que impedirá el uso adecuado del equipo. Para la alineación, es necesario calcular la inductancia de las corrientes según la longitud de la línea, la potencia de los transformadores. En caso de cambiar el esquema o agregar equipos de potencia, los transformadores de émbolo no siempre hacen frente a las tareas.
2. Los equipos configurados incorrectamente y el alto desgaste de las líneas de cable conducen a una reacción en cadena que involucra la falla de varias secciones débiles de la red.
3. Aumento de pérdidas técnicas que ocurren durante la operación, así como problemas de seguridad. La compensación de corriente en la subestación se implementa con respecto a tierra.
4. Imposibilidad de determinar la línea donde se produjo el cortocircuito. El proceso de elección de un alimentador con "tierra" se realiza mediante una comparación de corrientes armónicas, lo que no siempre se considera un medio efectivo para obtener información confiable.

Conductor neutro y bobina de extinción de arco, reactor

La diferencia en el neutro resonante conectado a tierra está relacionada con el equipo utilizado. Como se indicó anteriormente, el punto cero se puede ubicar en una bobina de extinción de arco tipo émbolo o en un reactor ajustable. Las principales diferencias están asociadas a los siguientes puntos:

1. DGK asume la compensación a través de un sistema sintonizado de transformadores de émbolo. La configuración se implementa a través de cálculos de una red real por parte del servicio de protección de relés. Cuando ocurre una falla a tierra, las corrientes se compensan en base a la inductancia. El proceso no está regulado ni ajustado, lo quees un momento desagradable en el caso de la aparición de "tierra" en varios puntos en diferentes líneas.
2. DGR: equipo más moderno, que implica el uso de sistemas automáticos para determinar la inductancia de la red. Entre las opciones populares se encuentran los reactores tipo RUOM con sintonización SAMUR. La implementación de sondeo en tiempo real garantiza la operatividad incluso con múltiples fallas a tierra.

Ya sea sólidamente conectado a tierra o aislado, cada tipo tiene su lugar en la industria energética actual. Y el conocimiento de las características le permitirá lidiar con la esencia física del problema.