Para la regulación fiable de bobinas de compensación de fallos a tierra en redes compensadas. Las soluciones permiten un funcionamiento estable en caso de fallo monofásico a tierra y facilitan la operación de la red mediante una regulación automática.
Aplicaciones típicas:
- Redes compensadas con bobinas de compensación de fallos a tierra centrales y/o descentralizadas
- Regulación de hasta cuatro bobinas de compensación de fallos a tierra conectadas en paralelo por área de red
- Aumento de la seguridad de suministro en caso de fallos a tierra transitorios, recurrentes o de larga duración
Estos equipos son adecuados si:
- Se utilizan bobinas de compensación de fallos a tierra de ajuste continuo o bobinas escalonadas y se requiere su regulación automática
- La regulación de tensiones de desplazamiento del neutro bajas o fuertemente influenciadas debe realizarse mediante inyección de corriente
- La localización de fallos debe facilitarse mediante una función de pulsos integrada (HPCI – High Power Current Injection)
Regulación en caso de falla a tierra
Productos
Inyección de corriente y pulsos
Productos
Ámbitos de aplicación
EORSys - Estación de compensación de fallas a tierra y alimentación eléctrica
A. Eberle GmbH & Co. KG
Medir. Regular. En todas las redes.
A. Eberle GmbH & Co. KG, fundada en 1980 y con sede en Núremberg, Alemania, opera en el ámbito de la tecnología de medición y regulación para el sector energético, así como para empresas industriales medianas y grandes. Nuestros productos y servicios garantizan y mejoran la disponibilidad del suministro energético en todos los niveles de tensión y apoyan la integración de fuentes de energía renovables en las redes eléctricas.
Control, medición y registro en torno a la bobina Petersen
«Todo lo relacionado con la bobina Petersen»
Nuestros reguladores de bobina Petersen libremente programables se utilizan en redes de media y alta tensión para la regulación de bobinas Petersen (también llamada bobina P o bobina de supresión de arco) de ajuste continuo bajo carga. Además, se pueden llevar a cabo todas las demás tareas de control, medición y registro relacionadas con la bobina Petersen.
La regulación clásica, es decir, la búsqueda de la curva de resonancia mediante el procedimiento de la bobina, ya no puede utilizarse para la sintonización satisfactoria de la bobina Petersen en determinadas situaciones de la red.
Especialmente cuando hay una tensión residual inestable y fuertemente influenciada o redes muy simétricas, hemos desarrollado la inyección de corriente para este caso cada vez más frecuente. La inyección de corriente genera una señal que se introduce en la red a través del devanado auxiliar de potencia de la bobina Petersen. A partir de la reacción de la red, la combinación de REG-DP(A) más la inyección de corriente es capaz de calcular una curva de resonancia a pesar de la baja o muy influenciada tensión residual.
¿Qué es la compensación de fallas a tierra?
La compensación de defectos a tierra es un método para limitar la corriente residual en caso de defecto a tierra en una red eléctrica. Una falta a tierra es una falta en la que una fase de la red está en contacto directo con tierra, lo que puede provocar una corriente residual importante. El objetivo de la compensación de las faltas a tierra es minimizar esta corriente de falta utilizando reactancias especiales, conocidas como reactancias de falta a tierra o bobinas de Petersen. Un sinónimo de compensación de defectos a tierra es la puesta a tierra resonante en estrella, a menudo también denominada red anulada.
La puesta a tierra en estrella resonante se basa en el principio de que la inductancia de la bobina de choque resuena con la capacitancia de la red. Como resultado, la corriente capacitiva que fluye en caso de fallo a tierra puede compensarse, lo que reduce en gran medida la corriente de fallo o incluso la lleva casi a cero. Esta forma de puesta a tierra es especialmente común en las redes neutralizadas, donde los fallos a tierra sólo deben provocar corrientes muy bajas para garantizar la seguridad y la estabilidad de la red.
Un ejemplo: Se produce un fallo a tierra en una red de media tensión de 20 kV. Utilizando una bobina Petersen adaptada a la capacidad de la red, la corriente de defecto se reduce hasta tal punto que no es necesario desconectar la red inmediatamente. La red puede seguir funcionando y la avería puede rectificarse durante el mantenimiento planificado sin provocar un fallo de la red.
Instrucciones de uso virtuales
Descripción del procedimiento básico para la puesta en marcha del REG-DP(A)
Más información
AEToolbox
El software libre de parametrización y planificación de proyectos como complemento perfecto para los equipos de compensación de fallas a tierra
El AEToolbox trabaja por proyectos y se destaca por su gama de funciones y la versatilidad del programa.
Problemas en redes sin bobinas de Petersen ni compensación de fallas a tierra
- Las redes sin compensación de derivaciones a tierra deben desconectarse en caso de derivación a tierra que provoque un corte del suministro eléctrico.
- Si la red no dispone de compensación de derivaciones a tierra, en el punto de la derivación a tierra fluyen elevadas corrientes eléctricas en el suelo que pueden provocar elevadas tensiones de paso y tensiones de contacto que ponen en peligro la vida de personas y animales. Si no se respetan las tensiones de paso y contacto admisibles en caso de fallo a tierra (en una instalación con puesta a tierra rígida y, por lo general, también en una instalación aislada), la instalación debe desconectarse inmediatamente.
- El fallo a tierra puede provocar chispas y arcos y, por tanto, incendios.
- En un sistema aislado y compensado, las tensiones de los conductores sanos aumentan en caso de defecto a tierra, lo que supone una carga adicional para el aislamiento. Por ello, los sistemas de muy alta tensión funcionan con una puesta a tierra rígida, ya que el esfuerzo adicional de aislamiento no resultaría económico.
Nuestros reguladores de bobina Petersen libremente programables
Control fiable en caso de fallo a tierra: probado miles de veces y utilizado en todo el mundo
¿Cómo se calcula la compensación de fallas a tierra?
Las bobinas de Petersen (también denominadas bobinas de supresión de derivaciones a tierra) se utilizan en redes de media y alta tensión para que, en caso de derivación a tierra unipolar, la corriente capacitiva a través del punto de derivación se compense con una corriente inductiva de aproximadamente la misma magnitud pero en sentido contrario. Para ello, la bobina debe ajustarse a una resistencia inductiva XL en el estado sano del sistema, que corresponde aproximadamente a la resistencia capacitiva XC del sistema.
La compensación de la falta a tierra en el sistema trifásico se muestra en el siguiente ejemplo análogo al ejemplo para el sistema aislado. Con la compensación total por la bobina de compensación, la corriente capacitiva de defecto a tierra Ice se compensa totalmente y, en caso de defecto a tierra, la corriente en el lugar del defecto pasa a serIF=0.
Por regla general, las redes reales no se compensan totalmente, sino que suelen funcionar ligeramente sobrecompensadas, ya que la tensión homopolar es la más alta con compensación total (en el punto de resonancia) y, por tanto, una de las tensiones del conductor también asume el valor más excesivo.
El grado de sobrecompensación o subcompensación se indica mediante el denominado grado de desafinación v.
v = (IL – IC) / IL
El punto de resonancia y, por tanto, el punto de ajuste ideal para la bobina Petersen cambia en las redes reales, ya que la capacidad de la red varía debido a las maniobras de conmutación. Por eso, la regulación automática de la bobina es importante para mantenerla ajustada de la forma más adecuada posible al estado actual de la red. Esto puede realizarse con el regulador de bobina Petersen REG-DP de A. Eberle, que calcula de forma automática y continua la compensación correcta de las fallas a tierra mediante la medición de la curva de resonancia.
La inductancia necesaria de la bobina se selecciona de modo que resuene con la capacitancia de la red. La condición de resonancia puede describirse matemáticamente mediante la siguiente ecuación:
L = 1/ ω2 * C
Donde L es la inductancia de la bobina, C es la capacitancia de la red y ω es la frecuencia angular de la red (ω=2πf, donde f es la frecuencia de la red).
En la práctica, la bobina se ajusta de modo que compense la capacitancia de la red con la mayor precisión posible. De este modo se minimiza la corriente residual resultante en caso de defecto a tierra. El ajuste exacto también puede realizarse in situ para tener en cuenta las fluctuaciones de la capacidad de la red.
En las redes anuladas, es especialmente importante calcular y ajustar con precisión la compensación de las derivaciones a tierra, ya que la seguridad y la estabilidad de la red dependen en gran medida de la eficacia de la puesta a tierra resonante en estrella.
Esta compensación de fallos a tierra logra un alto grado de fiabilidad operativa, ya que los fallos a tierra pueden compensarse sin desconectar inmediatamente la red, lo que resulta especialmente ventajoso en redes de suministro complejas y de gran escala.
¿Qué Es La Puesta a Tierra (a Corto Plazo) Del Neutro De Baja Resistencia (KNOSPE/NOSPE)?
La puesta a tierra del punto de estrella de baja resistencia es un método de puesta a tierra del punto de estrella de una red eléctrica en el que el punto de estrella se conecta a tierra mediante una resistencia. Esta resistencia tiene un valor relativamente bajo para que, en caso de fallo, circule una corriente de defecto a tierra elevada. Este método de puesta a tierra se utiliza para garantizar la protección de las personas y los sistemas en las redes de distribución eléctrica.
La puesta a tierra del neutro de baja resistencia a corto plazo, a menudo abreviada como KNOSPE o NOSPE, se refiere a un modo específico de funcionamiento en el que la puesta a tierra de baja resistencia sólo está activa durante un breve periodo de tiempo después de que se produzca un fallo a tierra. Esto permite detectar y localizar rápidamente el fallo, al tiempo que la red mantiene un alto nivel de seguridad.
Un ejemplo: Se produce un fallo a tierra en una red de media tensión. Se activa la puesta a tierra momentánea del neutro de baja resistencia, lo que genera una corriente de defecto a tierra definida que los dispositivos de protección pueden detectar fácilmente. Al cabo de poco tiempo, la conexión de baja resistencia se desconecta para minimizar la corriente de defecto y proteger el sistema de daños mayores. A continuación, la red puede seguir funcionando en un modo de mayor resistencia o con otra forma de puesta a tierra.
El método NOSPE se utiliza normalmente en redes en las que se requiere una rápida detección y rectificación de averías. La resistencia de baja impedancia ajusta la corriente de defecto a tierra a un valor tan alto que activa de forma fiable los relés de protección dependientes de la sobreintensidad. El dimensionamiento exacto de la resistencia depende de los parámetros de la red, incluida la tensión de red y los requisitos de corriente de defecto a tierra.
Un valor típico para la resistencia en una toma de tierra en estrella de baja resistencia podría, por ejemplo, seleccionarse para que fluya una corriente de varios cientos de amperios en caso de fallo a tierra. Esta elevada corriente garantiza que se reconozca rápidamente el fallo y se desconecte la línea afectada.
La NOSPE se utiliza a menudo en redes que, por lo demás, están puestas a tierra en estrella no saturada para permitir una rápida detección de averías. En estos sistemas, la puesta a tierra en estrella de baja resistencia a corto plazo ofrece la ventaja de que solo realiza la puesta a tierra temporalmente, lo que significa que las ventajas de otros métodos de puesta a tierra, como la puesta a tierra en estrella resonante, no se ven perjudicadas.
En resumen, la puesta a tierra del neutro de baja resistencia y, en particular, la puesta a tierra del neutro de baja resistencia a corto plazo ofrece un método eficaz de puesta a tierra en las redes de distribución eléctrica que permite tanto una detección rápida de los fallos como un alto nivel de protección.
FAQ - Preguntas frecuentes
¿Qué es la compensación de fallas a tierra?
La compensación de fallas a tierra es un método que reduce la corriente residual durante una falla a tierra mediante una bobina Petersen ajustada a la capacidad de la red.
¿Cómo contribuye una bobina Petersen a la compensación de fallas a tierra?
La bobina Petersen genera una corriente inductiva que compensa la corriente capacitiva de la red durante una falla a tierra. Cuando está bien ajustada, la corriente residual se reduce de forma importante.
¿Por qué es importante la regulación automática de la bobina en redes compensadas?
La capacidad de la red cambia con las maniobras y la expansión de la red. La regulación automática mantiene la bobina cerca del punto de ajuste óptimo en condiciones variables.
¿Cuándo se necesita la inyección de corriente para la compensación de fallas a tierra?
La inyección de corriente es especialmente útil cuando la tensión residual es baja, inestable o está muy perturbada. En esos casos ayuda a determinar la curva de resonancia de forma fiable.
¿En qué redes se utiliza la compensación de fallas a tierra?
Se utiliza principalmente en redes de media y alta tensión, subestaciones, redes de transmisión y distribución, plantas industriales y centrales hidroeléctricas.
¿Cuál es la diferencia entre compensación de fallas a tierra y puesta a tierra por resistencia?
La compensación de fallas a tierra reduce la corriente de falla mediante una bobina Petersen. La puesta a tierra por resistencia conecta el neutro a tierra mediante una resistencia para generar una corriente de falla definida más alta.
¿Qué productos ofrece A. Eberle para esta aplicación?
A. Eberle ofrece reguladores de bobina Petersen como REG-DP y REG-DPA, además de soluciones de inyección de corriente como CIF, MCI y HPCI.
¿Para qué sirve AE Toolbox?
AE Toolbox facilita la parametrización, la configuración y la planificación de proyectos para equipos de compensación de fallas a tierra.
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