Protección diferencial del generador o alternador
Cualquier fallo interno en el devanado del estator se elimina principalmente mediante el esquema de protección diferencial del generador o alternador.
La protección diferencial se proporciona en el generador utilizando un relé diferencial longitudinal.
Generalmente, se utilizan relés de tipo armadura atraída instantáneamente para este propósito, ya que tienen una operación de alta velocidad y también están libres de ser afectados por cualquier transitorio AC del circuito de potencia.
Existen dos conjuntos de transformadores de corriente, uno conectado al lado de línea del generador y el otro al lado neutro del generador en cada fase. Es innecesario decir que las características de todos los transformadores de corriente instalados contra cada fase deben coincidir. Si hay alguna discrepancia importante en las características de los transformadores de corriente de ambos lados del generador, puede haber una alta probabilidad de mal funcionamiento del relé diferencial durante un fallo externo al devanado del estator y también durante las condiciones normales de operación del generador. Para asegurar que el relé no opere para los fallos externos a la zona operada del esquema de protección, se instala un resistor estabilizador en serie con el aceite de operación del relé. Esto también asegura que si un conjunto de TC ha sido saturado, no habrá posibilidad de mal funcionamiento del relé diferencial.
Siempre es preferible utilizar transformadores de corriente dedicados para el propósito de la protección diferencial, ya que los transformadores de corriente comunes pueden causar una carga secundaria desigual para otras funcionalidades impuestas en ellos. También es siempre preferible que todos los transformadores de corriente para la protección diferencial de generadores o alternadores tengan las mismas características. Pero en la práctica, puede haber algunas diferencias en las características de los transformadores de corriente instalados en el lado de línea y en el lado neutro del generador.
Estas discrepancias causan que fluya una corriente de escape a través de la bobina de operación del relé. Para evitar el efecto de la corriente de escape, se introduce un sesgo porcentual en el relé diferencial.
El relé diferencial con sesgo porcentual consta de dos bobinas de restricción y una bobina de operación por fase. En el relé, el par producido por la bobina de operación tiende a cerrar los contactos del relé para el disparo instantáneo de los interruptores de circuito, pero al mismo tiempo, el par producido por las bobinas de restricción previene el cierre de los contactos del relé, ya que el par de las bobinas de restricción está dirigido en sentido opuesto al par de la bobina de operación. Por lo tanto, durante un fallo de tránsito, el relé diferencial no se activará porque la configuración del relé se incrementa por las bobinas de restricción y también evita el mal funcionamiento del relé debido a la corriente de escape. Pero durante un fallo interno en el devanado del estator, el par producido por las bobinas de restricción es ineficaz y el relé cierra sus contactos cuando la corriente de configuración fluye a través de la bobina de operación.
La configuración de captación de corriente diferencial/sesgo del relé se adopta basándose en el porcentaje máximo de discrepancia permitida, añadiendo algún margen de seguridad.
El nivel de corriente de escape para el relé es justo para que se opere; se experimenta como un porcentaje de la corriente de fallo de tránsito que la causa. Este porcentaje se define como la configuración de sesgo del relé.
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