ELECTRIC, WITH AN EDGE
El punto neutro del sistema eléctrico funciona de varias maneras, como sin conexión a tierra, conectado a tierra a través de una resistencia, conectado a tierra a través de bobinas de supresión de arco o directamente conectado a tierra. Actualmente se utilizan tres métodos principales de puesta a tierra del neutro: sin puesta a tierra, puesta a tierra a través de la bobina de supresión de arco y puesta a tierra directa. El sistema de puesta a tierra de baja resistencia se utiliza ampliamente en todo el mundo.
El valor de la corriente de capacitancia respecto a tierra es igual, pero la diferencia de fase es de 120°, la suma vectorial es igual a cero, no pasa corriente de capacitancia a través de tierra y el punto neutro respecto al potencial de tierra es cero, es decir, el punto neutro coincide con el potencial de tierra.
En este momento, el hecho de que el punto neutro esté conectado a tierra o no no tiene ningún efecto sobre la tensión de fase a tierra. Sin embargo, cuando el punto neutro no está conectado a tierra, la capacitancia relativa de tierra del sistema no es igual, y el potencial de tierra del punto neutro ya no es cero en el tiempo en condiciones normales de funcionamiento.
Esta situación suele denominarse desplazamiento del punto neutro, es decir, el punto neutro. Ya no es el potencial de tierra. Este fenómeno se debe sobre todo a la disposición asimétrica de las líneas aéreas y a una transposición incompleta.
En un sistema trifásico en el que el punto neutro no está conectado a tierra, cuando una fase está conectada a tierra: en primer lugar, la tensión de tierra de las dos fases no conectadas a tierra se eleva a √3 veces, que es igual a la tensión de línea.
Por lo tanto, en este sistema, la tierra relativa El nivel de aislamiento debe diseñarse en función de la tensión de línea. En segundo lugar, la magnitud y la fase de la tensión entre las fases permanecen inalteradas, y el equilibrio del sistema trifásico no se ha destruido, por lo que puede seguir funcionando durante un período de tiempo, que es la mayor ventaja de este sistema.
Sin embargo, la operación de puesta a tierra a largo plazo no está permitida, especialmente en el sistema eléctrico alimentado directamente por generadores, ya que la tensión fase-tierra no puesta a tierra se eleva a la tensión de línea, y el tiempo de operación de puesta a tierra a largo plazo de una fase puede causar un cortocircuito bifásico.
Por lo tanto, en estos sistemas deben instalarse generalmente dispositivos de vigilancia del aislamiento o de protección de la puesta a tierra. Cuando se produce una puesta a tierra monofásica, puede enviar una señal, de modo que el personal de guardia pueda tomar rápidamente medidas para eliminar el fallo lo antes posible.
El tiempo de funcionamiento continuo permitido de un sistema de puesta a tierra monofásico no debe superar las 2 horas como máximo.
En tercer lugar, la corriente que pasa por el punto de puesta a tierra es capacitiva, y su magnitud es tres veces la corriente capacitiva original con respecto a tierra.
Esta corriente capacitiva no es fácil de extinguir y puede causar análisis de arco en el punto de puesta a tierra, extinguiéndose periódicamente y volviendo a producirse arcos. El arco intermitente continuo de la puesta a tierra por arco es más peligroso.
Puede causar sobretensión en el punto de resonancia de la línea, dañar los equipos eléctricos o convertirse en un cortocircuito de fase a fase. Por lo tanto, en este sistema, si la corriente de tierra es superior a 5 A, el generador, el transformador y el motor deben estar equipados con dispositivos de protección de puesta a tierra que actúen al dispararse.
El sistema trifásico sin puesta a tierra del punto neutro mencionado anteriormente puede seguir suministrando energía cuando se produce un fallo a tierra monofásico, pero cuando la corriente de fallo a tierra monofásica es grande, como un sistema de 35 kV superior a 10 A, un sistema de 10 kV superior a 30 A, no puede seguir suministrando energía.
Para superar esta deficiencia, ha surgido un método de puesta a tierra mediante una bobina de supresión de arco. En la actualidad, en el sistema de red eléctrica de 35kV, este método de puesta a tierra del punto neutro a través de la bobina de supresión de arco es ampliamente utilizado.
La bobina de supresión de arco es una bobina de inductancia ajustable con un núcleo de hierro, que se instala en el punto neutro de un transformador o generador.
Cuando se produce un fallo de puesta a tierra monofásico, puede formarse una corriente inductiva que es aproximadamente igual a la corriente del condensador de puesta a tierra pero en sentido contrario.
Esta corriente inductiva con una tensión de retraso de 90° y una corriente de condensador con una tensión de adelanto de 90° se compensan mutuamente y finalmente fluyen a través de la tierra.
La corriente se vuelve tan pequeña que es igual a cero, eliminando así el arco en la toma de tierra y los peligros que puede ocasionar.
De aquí deriva también el nombre de la bobina de supresión de arco. Cuando la corriente del condensador es igual a la corriente del inductor, se denomina compensación total; cuando la corriente del condensador es mayor que la corriente del inductor, se denomina subcompensación;
cuando la corriente del condensador es menor que la corriente del inductor, se denomina sobrecompensación. Generalmente se utiliza la sobrecompensación, para que la bobina de supresión de arco tenga un cierto margen y no se produzcan sobretensiones por resonancia.
El sistema en el que el punto neutro se conecta directamente a tierra pertenece al sistema de puesta a tierra de mayor corriente. Generalmente, la corriente a través del punto de puesta a tierra es relativamente grande, lo que puede quemar los equipos eléctricos. Cuando se produce una avería, el relé de protección actúa inmediatamente para disparar el interruptor y eliminar la avería. En la actualidad, la mayoría de los sistemas de más de 110 kV de nuestro país utilizan el punto neutro para conectar directamente a tierra.
El método de puesta a tierra del punto neutro del sistema eléctrico con diferentes niveles también es diferente. Generalmente, se utilizan los siguientes principios para elegir: las redes de energía por encima de 220kV, utilizan el método de puesta a tierra directa del punto neutro; las redes de puesta a tierra de 110kV, en su mayoría utilizan el método de puesta a tierra directa del punto neutro, una pequeña parte adopta el método de puesta a tierra directa del punto neutro.
Método de puesta a tierra de la bobina de supresión de arco; la red eléctrica de 20～60kV, partiendo de la fiabilidad del suministro eléctrico, adopta el método de puesta a tierra o de puesta a tierra a través de la bobina de supresión de arco.
Pero cuando la corriente de puesta a tierra monofásica es superior a 10A, se puede adoptar el método de puesta a tierra a través de la bobina de supresión de arco; para la red eléctrica de 3～10kV, la fiabilidad del suministro eléctrico y las consecuencias del fallo son las consideraciones más importantes, y el punto neutro no se pone a tierra.
Pero cuando la corriente de capacitancia de la red es superior a 30A, se puede utilizar la puesta a tierra mediante bobina de supresión de arco o puesta a tierra por resistencia; por debajo de 1kV, es decir, red eléctrica de baja tensión de 220/380V trifásica de cuatro hilos, desde el punto de vista de la seguridad, el punto neutro se pone directamente a tierra.
De esta forma, se puede evitar la peligrosa tensión (a tierra) de más de 250V cuando una fase está conectada a tierra. En lugares especiales, como lugares con riesgo de explosión o minas subterráneas, algunos puntos neutros no están conectados a tierra. En este caso, un punto de fase o neutro debe tener un fusible de punción para evitar el peligro causado por la intrusión de alta tensión en baja tensión.
En la red de distribución de energía de baja tensión de 220/380 V trifásica de cuatro hilos, el punto neutro del transformador de distribución suele estar conectado a tierra.
Esto se debe principalmente a que tiene las siguientes ventajas: En primer lugar, puede mantener la tensión de tierra de la línea de fase inalterada en condiciones normales de suministro eléctrico, de modo que puede proporcionar dos tensiones diferentes (220/380V) al exterior (a la carga) para satisfacer Las necesidades de potencia de 220V monofásicos (como luces eléctricas, calefacción eléctrica) y 380V trifásicos (como motores eléctricos) son diferentes.
En segundo lugar, si el punto neutro no está conectado a tierra, cuando se produce una conexión a tierra monofásica, la tensión de tierra de las otras dos fases aumentará hasta varias veces la tensión de fase.
Una vez puesto a tierra el punto neutro, la tensión de tierra de las otras dos fases sigue siendo la tensión de fase. De este modo, se puede reducir la tensión de contacto del cuerpo humano y, al mismo tiempo, se pueden reducir adecuadamente los requisitos de aislamiento de los equipos eléctricos, lo que resulta beneficioso para la fabricación y reduce los costes.
La tercera es evitar el peligro de que la energía de alta tensión se escape al lado de baja tensión. Una vez implementada la puesta a tierra anterior, si el aislamiento entre las bobinas de alta y baja tensión se daña y se produce una fuga grave o incluso un cortocircuito, la alta tensión puede formar un bucle cerrado a través del dispositivo de puesta a tierra, de modo que el nivel superior de protección se disparará y cortará el suministro eléctrico, evitando así que los trabajadores del lado de baja tensión resulten heridos por la electricidad de alta tensión o se produzcan daños en los equipos.
Por lo tanto, el punto neutro de la red eléctrica de baja tensión suele conectarse directamente a tierra.
El punto neutro se divide en punto neutro de potencia y punto neutro de carga. Sólo aparece cuando la fuente de alimentación trifásica o la carga están conectadas en forma de Y. En el caso de la fuente de alimentación, el punto de conexión común donde se conecta la cabeza o la cola de la bobina trifásica se denomina punto neutro de la fuente de alimentación, denominado punto medio; y el cable que sale del punto neutro de la fuente de alimentación se denomina línea neutra, denominada línea neutra. ,
Comúnmente se dice N. Sistema trifásico de cuatro hilos con punto neutro sin conexión a tierra y sistema trifásico de cuatro hilos con punto neutro con conexión a tierra. En general, cuando el punto neutro está conectado a tierra, se denomina línea neutra; si no está conectado a tierra, se denomina línea neutra.
Los tres puntos del sistema de distribución de energía están conectados a tierra. Para evitar que la red eléctrica se vea perjudicada por la sobretensión, el punto neutro del transformador, la carcasa del transformador y el conductor de puesta a tierra del descargador suelen estar conectados a un dispositivo de puesta a tierra, que también se denomina puesta a tierra común de tres puntos. Esto puede garantizar el funcionamiento seguro del transformador. Cuando es alcanzado por un rayo, el pararrayos actuará, dejando sólo la tensión residual del pararrayos en la carcasa del transformador, reduciendo la parte de la tensión en el cuerpo de puesta a tierra.
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