Protección contra fallos a tierra del rotor en alternadores o generadores

El rotor de un alternador está enrollado por el viento de campo. Cualquier fallo a tierra único que ocurra en el viento de campo o en el circuito del excitador no es un gran problema para la máquina. Pero si ocurren más de un fallo a tierra, puede haber una posibilidad de cortocircuito entre los puntos defectuosos del viento. Esta parte del viento cortocircuitada puede causar un desequilibrio en el campo magnético y, consecuentemente, puede ocurrir daño mecánico en el rodamiento de la máquina debido a la rotación desequilibrada.

Por lo tanto, siempre es esencial detectar el fallo a tierra ocurrido en el circuito del viento de campo del rotor y corregirlo para el funcionamiento normal de la máquina. Existen varios métodos disponibles para detectar el fallo a tierra del rotor de un alternador o generador. Pero el principio básico de todos los métodos es el mismo y consiste en cerrar un circuito de relé a través de la ruta del fallo a tierra.

Principalmente, hay tres tipos de protección contra fallos a tierra del rotor utilizados para este propósito.

1. Método del potenciómetro

2. Método de inyección AC

3. Método de inyección DC

Vamos a discutir los métodos uno por uno.

Método del Potenciómetro de Protección contra Fallos a Tierra del Rotor en Alternador

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

Como se ve en la figura a continuación, cualquier fallo a tierra en el viento de campo, así como en el circuito del excitador, cierra el circuito del relé a través de la ruta a tierra. Al mismo tiempo, la tensión aparece a través del relé debido a la acción del potenciómetro del resistor.

Este método simple de protección contra fallos a tierra del rotor de alternador tiene una gran desventaja. Este arreglo solo puede detectar el fallo a tierra ocurrido en cualquier punto excepto en el centro del viento de campo.

A partir del circuito también queda claro que, en el caso de un fallo a tierra en el centro del circuito de campo, no se producirá ninguna tensión a través del relé. Eso significa que los métodos simples del potenciómetro de protección contra fallos a tierra del rotor, son ciegos a los fallos en el centro del viento de campo. Esta dificultad se puede minimizar utilizando otro tope en el resistor en algún lugar distinto del centro del resistor a través de un botón pulsador. Si se presiona este botón, el tope central se desplaza y la tensión aparecerá a través del relé incluso en el caso de un fallo de arco central en el viento de campo.

Método de Inyección AC de Protección contra Fallos a Tierra del Rotor en Alternador

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

Aquí, si ocurre cualquier fallo a tierra en el viento de campo o en el circuito del excitador, el circuito del relé se cierra a través de la ruta a tierra y, por lo tanto, la tensión secundaria del transformador auxiliar aparecerá a través del relé sensible a la tensión y el relé se operará.

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

Otra desventaja de este esquema es que, al haber una fuente diferente de tensión para la operación del relé, la protección del rotor está inactiva cuando hay un fallo de suministro en el circuito AC del esquema.

Método de Inyección DC de Protección contra Fallos a Tierra del Rotor en Alternador

La desventaja de la corriente de fuga del método de inyección AC se puede eliminar en el Método de Inyección DC. Aquí, un terminal del relé sensible a la tensión DC se conecta con el terminal positivo del excitador y el otro terminal del relé se conecta con el terminal negativo de una fuente externa de DC. La fuente externa de DC se obtiene mediante un transformador auxiliar con rectificador puente. Aquí, el terminal positivo del rectificador puente está conectado a tierra.

También se ve en la figura a continuación que, en el evento de cualquier fallo a tierra en el campo o en el excitador, el potencial positivo de la fuente externa de DC 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 de tensión y, por lo tanto, se opera.

Declaración: Respete el original, artículos buenos merecen ser compartidos, si hay alguna infracción por favor contáctenos para eliminar.