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Protección de generadores

Los generadores representan el equipo más caro en un sistema eléctrico de potencia y se encuentran

sometidos, más que ningún otro equipo del sistema, a los más diversos tipos de condiciones anormales.

Las razones que se exponen a favor de minimizar la cantidad de equipos de protección automática son:

- A razón de más equipo automático, mayor es el mantenimiento, y si el mantenimiento es defectuoso

el equipo se torna menos confiable.

- El equipo automático puede actuar incorrectamente y desconectar el generador de forma innecesaria.

- En algunas ocasiones, el operador puede evitar que un generador salga fuera de servicio en el caso

de que su salida implique un trastorno significativo para el sistema eléctrico al que se encuentra conectado.

Casi la totalidad de las objeciones a los equipos de protección automática no apuntan a que el relé no opere

cuando debiera hacerlo, sino que lo haga incorrectamente poniendo al generador fuera del servicio.

No puede negarse la gravedad que puede significar para un sistema eléctrico la desconexión momentánea e

innecesaria de un generador; pero tampoco puede evitarse ese daño mediante la falta de una protección

necesaria.

En casi la totalidad de los países de nuestra Región, la protección de los generadores frente a la posibilidad

de daños significativos es más importante que la protección a la continuidad momentánea del servicio del

sistema eléctrico al que están conectados.

Una consideración a tener en cuenta al analizar las protecciones de un generador y que no se manifiesta en

los restantes equipos que conforman un sistema eléctrico, es el hecho que la apertura de su interruptor

principal es condición necesaria, pero no suficiente para evitar la prolongación de ciertos daños.

Protección del Estator

· Contra cortocircuito entre fases:

Este tipo de cortocircuitos genera la circulación de elevadas corrientes. Estas pueden producir daños

significativos en el lugar del cortocircuito. Se trata de uno de los cortocircuitos mas perjudiciales que puede

tener lugar en el estator de un generador, ya que en el caso de no ser despejado prontamente puede

originar la destrucción de las láminas del estator en el área del cortocircuito.

Para detectar el cortocircuito entre fases se utiliza el principio de comparar, en las tres fases, la corriente que

circula por el extremo del neutro con la que circula por el extremo de los bornes. Bajo condiciones normales,

estas corrientes son idénticas. Por el contrario, cuando tiene lugar un cortocircuito surge una diferencia que

es medida por un relé. La protección que se fundamenta en este principio de comparación serie recibe el

nombre de “protección diferencial longitudinal”. Es una protección unitario o de zona, debido a que sólo se

protege cada fase del generador en la zona situada entre los transformadores de corriente. Como

consecuencia de esto, es inherentemente selectiva.

Es necesario recurrir a relés especiales denominados relés diferenciales, debido a la existencia de

problemas tales como: distinto comportamiento de los transformadores de corriente para cortocircuitos

externos al generador, diversos errores para los niveles de corriente de carga, etc. Estos relés contienen

algún medio de retención, el cual varía de acuerdo con el fabricante, y que impiden que operen falsamente.

Cuando opera la protección diferencial es usual que energice un relé auxiliar del tipo reposición manual. Este

relé se encarga de dar las ordenes de:

a) Apertura del interruptor principal del generador o del interruptor del lado de alta tensión del

transformador de subida, en el caso de que se trate de un esquema en bloque.

b) Apertura del interruptor del lado de baja tensión del transformador de servicios auxiliares de la unidad,

en el caso de que ex ista.

c) Apertura del interruptor de campo.

d) Detención de emergencia

e) Inyección de CO2.

El empleo de un relé auxiliar de reposición manual asegura que el generador no se pondrá en servicio

nuevamente, sin que previamente se haya repuesto en forma manual el auxiliar.

· Contra cortocircuito entre fase y tierra

El núcleo del estator se ve forzadamente comprometido cuando tiene lugar un cortocircuito entre fase y tierra

del estator de un generador, debido a que, independientemente de la conexión del neutro del generador con

respecto a tierra, la carcaza del generador se encuentra conectada a tierra. El daño que originará el

cortocircuito a tierra en las láminas del estator estará supeditado a la intensidad de la corriente del

cortocircuito y al tiempo que circule dicha corriente.

La intensidad de la corriente que circula, para un cortocircuito de fase a tierra en el estator, está

condicionada por el tipo de conexión que tiene el neutro del generador. Dicha intensidad será máxima en el

caso de que el neutro esté

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