generadores

5.0 Protección de generadores
síncronos
Por: César Chilet León
cchilet@energiaingenierosol.com

Generador síncrono
Primo Motor
(Entrada Mecánica)

Gen

Ia
Ib
Ic

3-Ø
Salida
Eléctrica

Fuente DC de campo

371

1

Tipos de generadores síncrono

Rotor cilíndrico

Rotor de polos salientes
372

Generador en conexión directa con el
sistema de potencia
SISTEMA DEPOTENCIA

BUS DE CARGA

G

CARGA
AUXILIAR

CARGA

CARGA

373

2

Generador en conexión unitaria con el
sistema de potencia
SISTEMA DE POTENCIA

G
CARGA
AUXILIAR

374

Aterrizamiento de baja impedancia

DEVANADOS
DEL
GENERADOR

*

* RESISTOR
O
REACTOR
375

3

Aterrizamiento de alta impedancia HiZ

DEVANADOS
DEL
GENERADOR

* * RESISTOR
376

Esquema deaterramiento híbrido

377

4

Esquema de aterramiento híbrido
• Generator normally grounded by low impedance
– Provides ground source for system relays
– Provides ground source to limit transient overvoltages

• Uses 51N for system back up when operating normally
(low-Z ground)
• Uses 87GD to declare internal ground fault
– Ground switched from low to high impedance, limitingcurrent to 10A
– Helps save the generator from arcing damage

• Uses 59N once high impedance-grounded
• All elements available in M-3425A
– Not in competitors (87 and 87GD are mutually exclusive)

378

Corriente de cortocircuito del generador

379

5

Corriente de falla en terminales del
generador

380

Características
• Diferente de otros componentes de los SEP,
requieren serprotegidos no sólo contra los
cortocircuitos,
cortocircuitos sino contra condiciones
anormales de operació
operación.

381

6

Condiciones anormales
1.
2.
3.
4.
5.
6.

•

•

Sobreexcitación,
Sobrevoltaje,
Pérdida de campo,
Corrientes desequilibradas,
Potencia inversa, y
Frecuencia anormal.

Bajo estas condiciones, el generador puede
sufrir dañ
daños o una fallacompleta en pocos
segundos,
Se requiere la detecció
detección y el disparo
automático.
382

Protecciones más usuales
1. Protección diferencial del generador.
2. Protección de sobrecorriente.
3. Protección de sobrecorriente dependiente de la
tensión.
4. Protección de mínima impedancia.
5. Protección de mínima tensión.
6. Protección de sobretensión.
7. Protección de mínima frecuencia.
8.Protección contra pérdida de campo.
9. Protección contra desbalance.
383

7

Protecciones más usuales
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.

Protección contra potencia inversa.
Protección contra fallas a tierra.
Protección de sobreexcitación.
Protección contra energización inadvertida.
Protección térmica con resistencia
dependiente de la temperatura.
Protección de deslizamientode polo.
Protección de fallo del interruptor.
Protección de cortocircuito de interruptor.
Protección de sobreintensidad bloqueada.
384

Protección diferencial (87)

8

Protección diferencial del generador (87)
• Proporciona
protección:
– contra defectos de fase.
– Fallas a tierra en caso de
aterrizamientos moderados.

• Técnicas:
– Diferencial porcentual.
– Diferencial de HiZ.386

Protección diferencial porcentual
• El ajuste del umbral de
corriente diferencial IS1
puede ser tan bajo
como 5%ING.
• IS2 > ING típicamente,
digamos 120%.
• El ajuste del porcentaje
de polarización K2,
típicamente se ajusta
al 150%.
387

9

Protección diferencial de HiZ
• La impedancia el
TI saturado es
muy pequeña en
comparación con
la impedancia
del circuito dela
bobina relé, al
que se le ha
sumado una
resistencia
externa de
estabilización.
388

Protección diferencial de HiZ
• Ajuste, “ Gen dif I s1”, lo más bajo posible.
Normalmente, 5% ING.
• La intensidad de funcionamiento de la
protección primaria.
I OP = (TI RATIO ) ⋅ (Gen dif I S 1 + n ⋅ Ie )

389

10

Estator multiespiras
• Para bobinados de estátor multiespiras,
existe...