Modos de puesta a tierra del neutro en redes eléctricas 6-35 kV

El método de conexión a tierra de la red neutral es una característica bastante importante. Se define:

• corriente en el lugar de la falla y sobretensión en fases no dañadas con falla monofásica;

• esquema para construir relés de protección contra fallas a tierra;

• nivel de aislamiento de equipos eléctricos;

• selección de dispositivos de protección contra sobretensiones para rayos y maniobras (sobretensiones);

• fuente de alimentación continua;

• resistencia admisible del circuito de puesta a tierra de la subestación;

• seguridad del personal y del equipo eléctrico en caso de fallas monofásicas.

4 modos de puesta a tierra del neutro en redes 6-35 kV. Fuera de la ley neutral aislado

Actualmente, en la práctica mundial, se utilizan los siguientes métodos para poner a tierra los neutros de las redes de media tensión (el término «media tensión» se utiliza en países extranjeros para redes con un rango de tensión de funcionamiento de 1-69 kV):

• aislado (sin fundamento);

• conectado a tierra ciegamente (conectado directamente al bucle de tierra);

• conectado a tierra a través de un reactor de supresión de arco;

• conectado a tierra a través de una resistencia (baja resistencia o alta resistencia).

En Rusia, según el punto 1.2.16 de la última edición PUE, puesto en funcionamiento el 1 de enero de 2003, «… se puede asegurar el funcionamiento de las redes eléctricas con una tensión de 3-35 kV tanto con un neutro aislado como con un cero puesto a tierra mediante un reactor de supresión de arco o una resistencia. » Por lo tanto, ahora en las redes de 6-35 kV en Rusia, todos los métodos de puesta a tierra neutra aceptados en la práctica mundial, con la excepción de la puesta a tierra sólida, están oficialmente permitidos para su uso. Nótese que, sin embargo, existe experiencia en Rusia en el uso de puesta a tierra dura del neutro en algunas redes de 35 kV (por ejemplo, la red de cable de 35 kV para alimentar la ciudad de Kronstadt).

Echemos un vistazo más de cerca a los métodos de conexión a tierra neutral y démosles una característica general.

Neutro aislado

El modo neutral aislado es ampliamente utilizado en Rusia. En este método de puesta a tierra, el punto neutro de la fuente (generador o transformador) no está conectado al bucle de tierra. En las redes de distribución de 6-10 kV en Rusia, los devanados de los transformadores de alimentación suelen estar conectados en forma de triángulo, por lo que el punto neutro está físicamente ausente.

PUE limita el uso del modo neutro aislado en función de la corriente de puesta a tierra de la red monofásica (corriente capacitiva). Se debe proporcionar compensación de corriente de tierra monofásica (uso de reactores de supresión de arco) para corrientes capacitivas:

• más de 30 A a un voltaje de 3-6 kV;

• más de 20 A a una tensión de 10 kV;

• más de 15 A a un voltaje de 15-20 kV;

• más de 10 A en redes de 3-20 kV con soportes metálicos y de hormigón armado en líneas eléctricas aéreas y en todas las redes de 35 kV;

• más de 5 A en circuitos de tensión de 6-20 kV de bloques generadores «generador-transformador».

En lugar de compensación de corriente de falla a tierra, toma de tierra neutral a través de una resistencia (resistiva) con un cambio correspondiente en la lógica de la protección del relé. Históricamente, el neutro aislado fue el primer modo de puesta a tierra neutro utilizado en instalaciones de media tensión. Sus ventajas son:

• no es necesario disparar inmediatamente la primera falta a tierra monofásica;

• baja corriente en la ubicación de la falla (con baja capacitancia de red a tierra).

Las desventajas de este modo de puesta a tierra neutral son:

• la posibilidad de sobretensión de arco con la naturaleza intermitente del arco de baja corriente (unidades-decenas de amperios) en el sitio de una falla a tierra monofásica;

• la posibilidad de fallas múltiples (daños de varios motores eléctricos, cables) debido a la destrucción del aislamiento de otras conexiones asociadas con sobretensiones de arco;

• la posibilidad de exposición prolongada del aislamiento a sobretensiones de arco, lo que conduce a la acumulación de defectos en él y la reducción de su vida útil;

• la necesidad de realizar el aislamiento de los equipos eléctricos desde el suelo para la tensión de red;

• la dificultad para localizar el lugar del daño;

• peligro