Protección alternadores

Protección de alternadores 179

PROTECCIÓN DE ALTERNADORES
INTRODUCCIÓN Los alternadores y en particular los del tipo síncrono son los convertidores más utilizados para la generación de energía eléctrica ya que la inmensa mayoría de la energía eléctrica utilizada es obtenida a través de este tipo de máquinas, la fracción de energía obtenida de máquinas asíncronas trabajando como generadores espor el momento poco importante y de otro tipo de convertidores (químicos, fotovoltaicos, etc.) prácticamente insignificante El estudio a fondo de la máquina síncrona excede los objetivos perseguidos, usualmente se acepta el modelo de las dos reacciones y las normas así lo reflejan. Un estudio abreviado de la máquina síncrona de polos salientes figura en el tema XXX de "Máquinas eléctricas.Funcionamiento en régimen permanente" Para predecir con cierta precisión el comportamiento de la máquina síncrona en cualquier situación estacionaria o transitoria se deben de manejar circuitos equivalentes bastante elaborados requiriéndose un conjunto de parámetros, algunos de ellos resultan imprescindibles a la hora de proteger el alternador. • • • • • • • • • • • • • • • • • Reactancia síncronalongitudinal (Xd) Relación de cortocircuito (S.C.R.) Reactancia síncrona transversal (Xq) Reactancia transitoria longitudinal (X'd) Reactancia subtransitoria longitudinal (X''d) Reactancia subtransitoria transversal (X''q) Reactancia inversa (X2) Resistencia inversa (R2) Reactancia homopolar (X0) Resistencia homopolar (R0) Reactancia de Potier (Xp) Resistencias en corriente continua del inductor y delinducido Resistencia de secuencia directa del inducido (R1) Constante de tiempo transitoria longitudinal en cortocircuito ( τ'd) Constante de tiempo subtransitoria longitudinal en cortocircuito (τ''d ) Tiempo de aceleración
1

Energía cinética relativa ( H = 2 normalizada

2 JΩ s

S nom

) llamada también constante de inercia

Estos parámetros deben de ser facilitados como datos por elsuministrador de la máquina en el momento de su adquisición, en caso necesario pueden ser determinados por uno o varios ensayos. Los ensayos vienen detallados en la Norma UNE 20-117-92 (CENELEC HD 53.4S2) "Máquinas eléctricas rotativas. Métodos para la determinación de las magnitudes de las máquinas síncronas a partir de ensayos". Al final del capítulo se indican valores aproximados paraalternadores de 60Hz que se pueden utilizar también para 50Hz (Fuente: Electrical Transmission and Distribution Reference Book. Westinghouse Electric Corporation. East Pittsburgh, Pennsylvania. 1964)

Protección en redes de A.T/M.T 180

DISPOSICIÓN DE ALTERNADORES La forma de conectar los generadores a la red depende del tamaño de los mismos, para alternadores de pequeñas centrales (20-100MVA) o degrupos industriales generando en M.T (3-6 kV) la conexión puede ser directa a barras a través de un interruptor automático si la tensión de generación coincide con la del sistema de M.T, en caso contrario es necesario un transformador de acoplamiento. Estos alternadores suelen ser en estrella aunque también es posible en triángulo. El transformador de servicios auxiliares alimenta las cargas(motores, rectificadores, etc.) necesarias para arrancar y sincronizar el alternador a la red .
G Yó D G Yó D
52 52 52

red M.T

52

52

SA

TSA

Fig. 1 En grupos de cogeneración de industrias, en los cuales los alternadores pueden ser de B.T. (

U>

Fig. 49 Este inconveniente se supera de dos formas, (a) se dispone de otra toma en la resistencia y se conmuta a esa posiciónperiódicamente, lo cual exige una vigilancia permanente, o (b) se pone en serie con la resistencia un varistor, la resistencia de éste último varía con la tensión. Si se produce un punto ciego, en cuanto varíe la tensión de excitación varía la resistencia del conjunto y el punto ciego desaparece, este último método es poco recomendable para los alternadores que funcionan largo tiempo en unas condiciones...