Modos de aterramento neutro em redes elétricas 6-35 kV

O método de aterramento da rede neutra é uma característica bastante importante. Ele define:

• corrente no local da falta e sobretensão em fases não danificadas com falta monofásica;

• esquema para construção de relés de proteção contra faltas à terra;

• nível de isolamento de equipamentos elétricos;

• seleção de dispositivos de proteção contra raios e comutação (surtos);

• fonte de alimentação contínua;

• resistência admissível do circuito de aterramento da subestação;

• segurança do pessoal e equipamentos elétricos em caso de faltas monofásicas.

4 modos de aterramento neutro em redes 6-35 kV. Outlaw isolado neutro

Atualmente, na prática mundial, são utilizados os seguintes métodos para aterramento dos neutros das redes de média tensão (o termo «média tensão» é utilizado em países estrangeiros para redes com faixa de tensão operacional de 1-69 kV):

• isolado (infundado);

• aterrado cegamente (conectado diretamente ao loop de aterramento);

• aterrado através de um reator de supressão de arco;

• aterrado através de um resistor (baixa resistência ou alta resistência).

Na Rússia, de acordo com o ponto 1.2.16 da última edição PUE, colocado em operação em 1º de janeiro de 2003, «… o funcionamento de redes elétricas com tensão de 3-35 kV pode ser garantido tanto com neutro isolado quanto com zero aterrado por meio de um reator de supressão de arco ou um resistor. » Assim, agora em redes de 6 a 35 kV na Rússia, todos os métodos de aterramento neutro aceitos na prática mundial, com exceção do aterramento sólido, são oficialmente permitidos para uso. Observe que, no entanto, há experiência na Rússia de usar o aterramento rígido do neutro em algumas redes de 35 kV (por exemplo, a rede de cabo de 35 kV para fornecer energia à cidade de Kronstadt).

Vamos dar uma olhada nos métodos de aterramento neutro e dar a eles uma característica geral.

neutro isolado

O modo neutro isolado é amplamente utilizado na Rússia. Neste método de aterramento, o ponto neutro da fonte (gerador ou transformador) não é conectado ao loop de terra. Nas redes de distribuição de 6-10 kV na Rússia, os enrolamentos dos transformadores de alimentação são geralmente conectados em um triângulo, portanto o ponto neutro está fisicamente ausente.

PUE limita o uso do modo neutro isolado dependendo da corrente de aterramento da rede monofásica (corrente capacitiva). A compensação de corrente de terra monofásica (uso de reatores de supressão de arco) deve ser fornecida para correntes capacitivas:

• mais de 30 A a uma tensão de 3-6 kV;

• mais de 20 A a uma tensão de 10 kV;

• mais de 15 A a uma tensão de 15-20 kV;

• mais de 10 A em redes de 3-20 kV com concreto armado e suportes metálicos em linhas elétricas aéreas e em todas as redes de 35 kV;

• mais de 5 A em circuitos de tensão de 6-20 kV de blocos geradores «gerador-transformador».

Em vez de compensação de corrente de falta à terra, aterramento neutro através de um resistor (resistivo) com uma mudança correspondente na lógica da proteção do relé. Historicamente, o neutro isolado foi o primeiro modo de aterramento de neutro usado em instalações de média tensão. Suas vantagens são:

• não há necessidade de disparar imediatamente a primeira falta à terra monofásica;

• baixa corrente no local da falta (com baixa capacitância de rede para terra).

As desvantagens deste modo de aterramento neutro são:

• a possibilidade de sobretensão de arco com a natureza intermitente do arco de baixa corrente (unidades dezenas de ampères) no local de uma falta à terra monofásica;

• a possibilidade de falhas múltiplas (danos de vários motores elétricos, cabos) devido à destruição do isolamento de outras conexões associadas a surtos de arco;

• a possibilidade de exposição prolongada do isolamento a surtos de arco, o que leva ao acúmulo de defeitos nele e à redução de sua vida útil;

• a necessidade de realizar o isolamento de equipamentos elétricos do solo para tensão de rede;

• a dificuldade em localizar o local do dano;

• perigo