Transformadores de Aterramento (Zigzag ZN) e Resistores de Aterramento Neutro (NGR): Dimensionamento e Dever de Falhas
Criação de pontos neutros artificiais em sistemas delta não aterrados, cálculo de impedância de sequência zero (Z0), classificação térmica de 10 segundos de NGR
1. Aterramento Neutro Artificial em Redes Delta
Sistemas de média tensão não aterrados (enrolamentos delta) sofrem sobretensões transitórias severas durante faltas à terra por arco voltaico. Transformadores de aterramento com enrolamentos Zigzag (ZN) ou Estrela-Triângulo (Yd) estabelecem um ponto neutro artificial.
2. Comparação do regime de aterramento neutro
| Método de aterramento | Corrente de falta à terra (Ig) | Sobretensão transitória (Vph-g) | Seletividade de Proteção |
|---|---|---|---|
| Delta não aterrado | < 10 A (capacitivo) | Alto (terra de arco > 2.73 × Vph) | Difícil localizar alimentador defeituoso |
| Sólido aterrado | Alto (> 10 kA) | Baixo (1.0 × Vph) | Desarme imediato, danos graves ao equipamento |
| Aterramento de Baixa Resistência (NGR) | Controlado (100 A - 1000 A) | Baixo (≤ 1.73 × Vph) | Disparo seletivo rápido do relé, dano mínimo |
| Aterramento de Alta Resistência (HRG) | 5 A - 10 A | Baixo (≤ 1.73 × Vph) | Apenas alarme, o sistema permanece em serviço |
3. Formulação de resistência do resistor de aterramento neutro (NGR)
Para uma corrente de falta à terra desejada Ifault (normalmente 200 A - 400 A):
RNGR = (ULL / √(3)) / (Ifault)
Exemplo para grade 33 kV, limite de falha 400 A:
RNGR = (33000 / √(3)) / (400) = 47.63 Ω
4. Classificação de resistência térmica de 10 segundos
Os NGRs são classificados para 10 segundos serviço de corrente total de acordo com IEEE 32:
Ethermal = Ifault2 · RNGR · tfault [Joules]
Os elementos da grade de aço inoxidável suportam aumentos de temperatura até 760°C sem deformação.
*Referência: IEEE Std 142-2007 (Livro Verde); IEEE Padrão 32-2020; IEC 60076-6.*
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