Protección contra fallos a tierra no rotor

Protección contra fallos a tierra do rotor nos xeradores

O rotor dun xerador xeralmente queda desaforado, o que significa que permanece electricamente aislado do solo. Como resultado, un único fallo de ruptura de aislamento non causará inmediatamente unha corrente de fallo significativa. Inicialmente, un tal fallo único pode non afectar gravemente a operación do rotor. No entanto, se o fallo persiste, pode danar gradualmente o enrolamento de campo do xerador, potencialmente levando a fallos no sistema e reparacións costosas. Por esta razón, especialmente en xeradores grandes, é esencial un sistema de protección contra fallos a tierra do rotor para salvaguardar o enrolamento de campo.

Cando ocorre un único fallo a tierra no rotor, non é sempre necesario trillar inmediatamente todo o sistema. En cambio, o relé protector simplemente sinaliza a presenza do fallo, permitindo aos operadores programar a retirada do xerador do servizo nun momento conveniente para manutención e reparacións. Empreganse varios métodos para a protección contra fallos a tierra do rotor, e un dos enfoques máis comúns describe-se a continuación.

Protección contra fallos a tierra do rotor usando resistencia alta

Neste método, conectase un compoñente de alta resistencia a través do enrolamento de campo do rotor. O punto medio deste resistor entón conéctase a terra a través dun relé sensible. Cando ocorre un fallo a tierra no circuito do rotor, a descompensación eléctrica resultante detectase polo relé. Ao identificar o fallo, o relé envía un comando de trillado ao interruptor, iniciando o proceso de aislar o compoñente defectuoso.

No entanto, este sistema ten unha desvantaxe significativa. Pode detectar eficazmente fallos en case todo o circuito do rotor, pero ten dificultades para identificar fallos precisamente no punto central do rotor. Para abordar esta limitación, a toma no resistor pode desprazarse do centro a outra posición. Facendo isto, a sensibilidade do sistema reconfigúrase, permitindo ao relé detectar fallos incluso no punto medio do rotor, mellorando así a efectividade global do mecanismo de protección.

Métodos de inxexión AC e DC para a protección contra fallos a tierra do rotor

Método de inxexión AC

O método de inxexión AC para a protección contra fallos a tierra do rotor implica inxectar corrente alternada no circuito do enrolamento de campo e a terra. Esta configuración incorpora un relé de sobretensión sensible e un capacitor limitador de corrente. Cando ocorre un único fallo a tierra no rotor, crea un circuito pechado que inclúe a fonte de corrente alternada, o relé sensible e o punto do fallo a tierra. Como resultado, o relé é capaz de detectar a presenza do fallo a tierra sentindo os cambios eléctricos neste novo circuito formado.

No entanto, este método ten varias desvantaxes significativas. Un problema importante é a corrente de fuga que pasa a través do capacitor. Esta corrente de fuga interrumpe o equilibrio do campo magnético, provocando unha maior tensión nos rodamientos magnéticos do xerador. Ademais, a corrente alternada presenta outro desafío: o relé pode non responder á corrente normal que fluye a través da capacitancia a terra. Isto significa que deben tomarse precaucións especiais para evitar que ocorra ressonancia entre a capacitancia e a inductancia do relé. A ressonancia pode causar condicións eléctricas anómalas, potencialmente levando a falsos positivos ou falsos negativos na detección de fallos, e incluso pode danar o relé ou outros compoñentes dentro do sistema de protección.

Método de inxexión DC: Unha solución aos desafíos do sistema de inxexión AC

As limitacións inherentes ao sistema de inxexión AC para a protección contra fallos a tierra do rotor poden ser eficazmente abordadas mediante o uso do método de inxexión DC. Este enfoque alternativo destaca pola súa simplicidade e a ausencia de problemas de corrente de fuga, que son as principais desvantaxes do sistema baseado en AC.

No método de inxexión DC, a configuración do circuito é simple. Un terminal do relé sensible conectase ao excitador, mentres que o outro terminal liga ao terminal negativo dunha fonte de alimentación DC. O terminal positivo desta fonte de alimentación DC conéctase a terra. Esta configuración crea unha ruta eléctrica clara para a detección de fallos. Cando ocorre un fallo a tierra no rotor, pecha o circuito, permitindo que a corrente de fallo fluía a través da ruta establecida. O relé sensible, que é parte deste circuito, detecta prontamente a presenza da corrente de fallo, activando unha alerta ou acción protexida. Eliminando as complexidades asociadas ás correntes de fuga e as preocupacións de ressonancia que afectan ao sistema de inxexión AC, o método de inxexión DC ofrece unha solución máis fiable e eficiente para a protección contra fallos a tierra do rotor.