Protezione contro i cortocircuiti a terra dello stator dell'alternatore

Va notato che, il punto neutro o stellato dell'avvolgimento dello statore di un alternatore è collegato a terra attraverso un'impedenza per limitare la corrente di cortocircuito a terra. Una corrente di cortocircuito ridotta causa meno danni al nucleo e all'avvolgimento dello statore in caso di guasto a terra. Se l'impedenza a terra è molto elevata, la corrente di cortocircuito a terra può diventare persino inferiore alla corrente nominale del generatore. In tal caso, la sensibilità dei relè di fase diminuisce, potendo addirittura non scattare in caso di guasto. Ad esempio, una corrente inferiore alla corrente nominale rende difficile l'operazione dei relè differenziali per guasti a terra.
In tal caso, viene utilizzato un relè sensibile per guasti a terra/terra in aggiunta alla protezione differenziale dell'alternatore. Il tipo di schema di protezione che verrà utilizzato per la protezione contro i guasti a terra dello statore dell'alternatore dipende dal metodo di raccordo a terra del neutro dello statore. Nel caso di raccordo a terra con resistenza, il punto neutro dell'avvolgimento dello statore è collegato a terra attraverso un resistore.

In questo caso, un trasformatore di corrente è connesso tra il neutro e la connessione a terra dell'alternatore. Ora, un relè di protezione è connesso ai secondari del trasformatore di corrente. L'alternatore può alimentare il sistema elettrico in due modi, esso può essere connesso direttamente alla barra della sottostazione o può essere connesso alla sottostazione tramite un trasformatore stella-triangolo. Se il generatore è connesso direttamente alle barre della sottostazione, il relè connesso ai secondari del TC sarebbe un relè a tempo inverso, poiché qui è richiesta una coordinazione con altri relè di guasto nel sistema. Tuttavia, quando lo statore dell'alternatore è connesso al primario di un trasformatore stella-triangolo, il guasto è limitato tra l'avvolgimento dello statore e l'avvolgimento primario del trasformatore, quindi non è necessaria alcuna coordinazione o discriminazione con altri relè di guasto a terra del sistema.

Per questo motivo, in questo caso è preferibile connettere un relè istantaneo ad attrazione dell'armatura ai secondari del TC.

Si deve notare che, il 100% dell'avvolgimento dello statore non può essere protetto in un sistema di raccordo a terra con resistenza.

Quanta percentuale dell'avvolgimento dello statore sarà protetta contro i guasti a terra, dipende dal valore della resistenza di terra e dall'impostazione del relè. Il raccordo a terra dell'avvolgimento dello statore può anche essere realizzato utilizzando un trasformatore di distribuzione invece di connettere direttamente un resistore al percorso neutrale dell'avvolgimento. Qui, il primario di un trasformatore di distribuzione è connesso tra terra e il punto neutro dell'avvolgimento dello statore.
Il secondario del trasformatore è caricato da un resistore adeguato e un relè di sovratensione è inoltre connesso al secondario del trasformatore. La corrente massima consentita per i guasti a terra è determinata dalle dimensioni del trasformatore e dal valore del registro di carico R.

Questa resistenza, connessa al secondario, si riflette al primario del trasformatore secondo il quadrato del rapporto di avvolgimento, aggiungendo resistenza al percorso neutrale a terra dell'avvolgimento dello statore.

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