PROTECCIÓN EN GENERADORES

PROTECCIÓN EN GENERADORES

1. De un criterio técnico con respecto al funcionamiento de régimen normal y anormal

del generador.

El régimen normal del Generador se dá cuando todos sus parámetros de funcionamiento se

encuentran dentro de sus valores nominales, sin que exista un factor que afecte su

funcionamiento.

El régimen anormal del Generador puede darse por mala operación o por mal funcionamiento

de la máquina, pero en los dos casos es necesario desconectar el generador lo más rápido

posible para evitar daños, los cuales pueden ser permanentes en caso de un fallo grave. Los

principales factores por lo que el generador funcione en régimen anormal son: energización

inadvertida o accidental, pérdida del campo, pérdida del sincronismo, motorización,

sobrecargas simétricas y asimétricas o cortocircuitos en el rotor.

2. De acuerdo a la existencia del neutro en el generador como se clasifican y cuál es la

ventaja o características del uno con respecto al otro.

CLASIFICACION:

Neutro aterrizado

∙ El neutro aterrizado se da cuando en una conexión estrella, el punto neutro se

encuentra aterrizado, pero puede aterrizarse de las 2 formas siguientes:

∙ Sólidamente conectado a tierra

∙ Puesta a tierra por medio de una impedancia de bajo valor

Neutros aislados

∙ Se entiende por neutro Aislado en aquellas conexiones que no existe un punto

común o neutro como la conexión delta.

∙ Los sistemas aterrizados mediante impedancia de muy alto valor, también se

consideran sistemas con neutros aislados.

3. Cual es la representación esquemática de un generador conectado a la barra a través

de transformadores auxiliares y en qué casos se usan.

Los transformadores auxiliares son utilizados en las Centrales de Generación, para

alimentación de todos los componentes eléctricos internos de la Central como son:

Motores, Bombas, Iluminación y equipos de control.

4. Cuales son las posibles causas de la perdida de campo de un generador.

⮚ Apertura del circuito del campo

⮚ Cortocircuito en el circuito del campo

⮚ Disparo del interruptor de protección del campo

⮚ Falla en el sistema de control o los reguladores

⮚ Pérdida del campo del excitador principal

⮚ Pérdida de la AC en el sistema de excitación

6. Cuales son las causas y consecuencias de la perdida de sincronismo del generador.

Causas

⮚ Cortocircuitos en el sistema de potencia no despejados con un tiempo corto.

⮚ Recierre y maniobras de interrupción en el sistema.

⮚ Incremento repentino de carga.

⮚ Envío de potencia por redes con capacidad de estabilidad estática reducida.

⮚ Pérdida de la excitación.

Consecuencias

⮚ Altas corrientes en el estator.

⮚ Operación a una frecuencia distinta a la nominal (operación como generador de

inducción).

⮚ Daño en el eje debido a torques transitorios asociados con el deslizamiento que

aparece por las corrientes pulsantes en el estator en cada ciclo de pérdida de

sincronismo.

⮚ Daño en los devanados amortiguadores por corrientes inducidas en ellos, debido

a la diferencia entre la frecuencia del flujo magnético del estator y la velocidad

de giro del rotor.

⮚ Debido a la inercia de la masa del rotor, la respuesta del generador a todos estos

eventos es amortiguada y se verá reflejada en la variación del ángulo de carga δ

que permanecerá oscilando. Si la variación de δ alcanza los 180° es un índice de

que el perderá el sincronismo.

7. Que puede decir sobre los métodos de protección en los generadores eléctricos.

Los métodos de protección en los generadores son parte importante para el correcto

funcionamiento de los mismos, debido a que pueden detectar el funcionamiento anormal de

la máquina y aislar una posible falla.

8. Que puede decir sobre la protección Diferencial Longitudinal de Corriente

Funcionamiento para fallas externas con TC saturado.

Es una protección utilizada para detectar las fallas a tierra y desconectar al generador. Cuando

ocurre un cortocircuito en el interior del devanado, en dependencia de si está conectado o no

al sistema, circula corriente por el relé diferencial y provoca el disparo de la protección

9. Como actúa una protección diferencial a tierra en un generador.

Este tipo de protección actúa, debido a que solo detecta fallos internos, por tanto, puede hacer

disparos instantáneos del generador.

10. Como actúa una protección de sobre tensión a tierra en un generador.

Este tipo de protección es mucho más sensible a medida que la falla se acerca al terminal del

generador para fallas externas. Cerca del neutro, las corrientes son de baja magnitud y no

operará la protección en fallas internas.

11. Como actúa el generador ante una pérdida de campo y cual el método de protección.

Al momento en que el generador pierde el campo, consume grandes cantidades de potencia

reactiva y también puede generar desequilibrio del voltaje en el sistema, así como

distribución de la potencia reactiva desde una zona a otra del sistema, provocando el colapso

total por pérdida de estabilidad, por lo que se pueden emplear protecciones direccionales de

potencia reactiva, protecciones de impedancia de una o dos zonas, o la combinación de ellas.

12. Como actúa el generador ante un corto circuito externo de campo y cual el método

de protección.

Los cortocircuitos externos en el sistema eléctrico de potencia provocan una elevada

corriente en el generador en dependencia de la posición del cortocircuito. Cuando la falla

ocurre en la cercanía de los bornes del generador las corrientes decrecen rápidamente y

pueden alcanzar valores por debajo de la nominal. Los métodos de protección varían en

dependencia de la potencia del generador y su ubicación dentro del sistema. Si el generador

está conectado al sistema de transmisión, se deben emplear Relés de Distancia, pero si el

generador es más pequeño y está ubicado en el sistema de distribución se deben emplear los

Relés de Sobrecorriente Combinados con Tensión.

13. Hable sobre los ajustes y exigencias de un relé 21 la salida del generador.

Ajustes

⮚ Se suelen emplear una zona 1 que solo proteja al Bloque Generador o

Transformador de cortocircuitos multifásicos. La impedancia debe ser igual a Xg

+ (0.5÷0.7) Xt.

⮚ Esta zona 1 se aconseja que tenga una demora de tiempo de 0.5 segundos, para

que permita el disparo primario de las diferenciales.

⮚ Otra zona 2 suele emplear para respaldar las fallas externas. El ajuste se calcula

como (Xg + Xt + XLmayor) para que de esta forma sea capaz de detectar las fallas

más alejadas.

⮚ El tiempo de la zona 2 se debe coordinar con las protecciones instaladas en las

líneas de salida.

Exigencias

⮚ En redes multilaterales como por ejemplo las redes de transmisión, suelen existir

oscilaciones de potencia que provocan cambios de la impedancia vista por los

relés de distancia.

⮚ La zona 1 y 2 pueden operar incorrectamente por lo cual se debería activar una

zona 3 con mayor alcance que bloquee a las zonas anteriores.

⮚ Este esquema es un bloqueo contra oscilaciones, pero si no se cuenta con otra

zona de protección se deben aumentar los ajustes a una potencia de dos veces la

potencia del generador.

PROTECCIÓN EN TRANSFORMADORES

1. De un criterio técnico con respecto al funcionamiento de régimen normal y anormal

del transformador.

Régimen normal:

En el régimen normal el transformador puede funcionar de diferentes maneras, tanto en vacío

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