Protección contra fallas entre vueltas del devanado del estator del generador

Los fallos inter-vueltas en el devanado del estator pueden detectarse fácilmente mediante la protección diferencial del estator o la protección contra fallos a tierra del estator. Por lo tanto, no es muy esencial proporcionar un esquema de protección especial para los fallos inter-vueltas que ocurran en el devanado del estator. Este tipo de fallos se genera si la aislación entre los conductores (con diferente potencial) en la misma ranura se perfora. Este tipo de fallo rápidamente cambia a un fallo a tierra.
El generador de alto voltaje contiene un gran número de conductores por ranura en el devanado del estator, por lo que, en estos casos, la protección adicional contra fallos inter-vueltas del devanado del estator puede ser esencial. Además, en la práctica moderna, la protección inter-vueltas se está volviendo esencial para todas las unidades generadoras grandes.
Varios métodos pueden adoptarse para proporcionar protección contra fallos inter-vueltas al devanado del estator del generador. El método de diferencial cruzado es el más común entre ellos. En este esquema, el devanado de cada fase se divide en dos caminos paralelos.

Cada uno de los caminos está equipado con transformadores de corriente idénticos. Los secundarios de estos transformadores de corriente están conectados en cruz. Los secundarios de los transformadores de corriente están conectados en cruz porque las corrientes en el primario de ambos CTs entran de manera diferente a como ocurre en la protección diferencial del transformador, donde la corriente entra de un lado y sale por el otro lado del transformador.
El relé diferencial junto con una resistencia estabilizadora en serie están conectados a través del bucle secundario del CT, como se muestra en la figura. Si ocurre algún fallo inter-vueltas en cualquier camino del devanado del estator, habrá un desequilibrio en los circuitos secundarios del CT, lo que activará el relé diferencial 87. El esquema de protección diferencial cruzado debe aplicarse individualmente en cada una de las fases, como se muestra.

Un esquema alternativo de protección contra fallos inter-vueltas del devanado del estator del generador también se utiliza. Este esquema proporciona una protección completa contra fallos internos de todas las máquinas síncronas, independientemente del tipo de devanado utilizado o el tipo de métodos de conexión. Un fallo interno en el devanado del estator genera una corriente de segunda armónica, incluida en los circuitos del devanado de campo y los excitadores del generador. Esta corriente puede aplicarse a un relé polarizado sensible a través de un CT y un circuito filtro.

La operación del esquema se controla mediante la dirección de un relé de secuencia de fase negativa, para evitar la operación durante fallos externos desequilibrados o condiciones de carga asimétricas. Si hay alguna asimetría externa a la zona de la unidad del generador, el relé de secuencia de fase negativa evita un apagado completo, permitiendo solo que se active el interruptor principal, para prevenir daños al rotor debido a los efectos de sobrecarga de las corrientes de segunda armónica.

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