Protección contra fallos a tierra del rotor

Definición de Protección contra Fallas a Tierra del Rotor

La protección contra fallas a tierra del rotor implica métodos para detectar y corregir fallas en el devanado de campo del rotor para prevenir daños.

Tipos de Protección contra Fallas a Tierra del Rotor

• Método del potenciómetro

• Método de inyección AC

• Método de inyección DC

Método del Potenciómetro

El esquema es muy simple. Aquí, se conecta un resistor de valor adecuado a través del devanado de campo, así como a través del excitador. El resistor está centrado y conectado a tierra a través de un relé sensible a la tensión.

Como se ve en la figura siguiente, cualquier falla a tierra en el devanado de campo o en el circuito del excitador cierra el circuito del relé a través de una ruta a tierra. Al mismo tiempo, aparece una tensión a través del relé debido a la acción del potenciómetro del resistor.

Este método simple de protección contra fallas a tierra del rotor tiene una desventaja importante. Solo puede detectar fallas a tierra que ocurran en cualquier punto excepto en el centro del devanado de campo.

Método de Inyección AC

Aquí, se conecta un relé sensible a la tensión en cualquier punto del circuito del campo y del excitador. El otro terminal del relé sensible a la tensión se conecta a tierra a través de un capacitor y del secundario de un transformador auxiliar, como se muestra en la figura siguiente.

Si ocurre alguna falla a tierra en el devanado de campo o en el circuito del excitador, el circuito del relé se cierra a través de una ruta a tierra y, por lo tanto, la tensión secundaria del transformador auxiliar aparecerá a través del relé sensible a la tensión y este se activará.

La principal desventaja de este sistema es que siempre existe la posibilidad de corriente de fuga a través de los capacitores al circuito del excitador y del campo. Esto puede causar desequilibrio en el campo magnético y, por lo tanto, tensiones mecánicas en los rodamientos de la máquina.

Otra desventaja de este esquema es que depende de una fuente de tensión separada para la operación del relé. Por lo tanto, la protección del rotor se vuelve inactiva si hay un fallo en el suministro AC.

Método de Inyección DC

El método de inyección DC elimina el problema de corriente de fuga encontrado en el método de inyección AC. En este método, un terminal de un relé sensible a la tensión DC se conecta al terminal positivo del excitador, y el otro terminal se conecta al terminal negativo de una fuente DC externa. Esta fuente DC se proporciona mediante un transformador auxiliar con un rectificador de puente, cuyo terminal positivo está conectado a tierra.

También se observa en la figura siguiente que, en caso de cualquier falla a tierra en el campo o en el excitador, la tensión positiva de la fuente DC externa aparecerá en el terminal del relé que estaba conectado al terminal positivo del excitador. De esta manera, la tensión de salida del rectificador aparece a través del relé sensible a la tensión y, por lo tanto, se activa.

Importancia de la Detección

Detectar y corregir fallas a tierra del rotor es crucial para prevenir campos magnéticos desequilibrados y daños mecánicos en los alternadores.