Protección de generadores eléctricos mediante relés microprocesados multifuncionales

Abstract

El presente proyecto pretende ser una guía para la implementación de sistemas de protecciones en centrales de generación, utilizando relés microprocesados multifuncionales. Se presentan las fallas más comunes asociadas a cada uno de los componentes de la central de generación; así como las variables eléctricas (voltaje, corriente, frecuencia, V/Hz) que se ven afectadas en cada falla: Fallas en el generador. Estator: fallas fase-fase y fase-tierra en el devanado del estator, falla en el aislamiento del devanado, cortocircuito entre espiras de una misma fase. Rotor: falla a tierra en el rotor, pérdida de excitación. Fallas en el transformador. Sobrecalentamiento de los devanados, falla fase-fase y fase-tierra, sobretemperatura del aceite, sobrepresión, falla en el aislamiento del núcleo. Fallas en el sistema que producen daños en el generador y transformador. Sobrecarga de los devanados, sobrevoltajes, sobreexcitación, sobre y baja frecuencia, motorización del generador, pérdida de sincronismo, corrientes desbalanceadas en el estator. A continuación, se realiza una descripción detallada de los principales relés aplicados para la protección del generador, transformador de unidad y transformador de servicios auxiliares, así como los ajustes respectivos, adaptados a la tecnología basada en microprocesadores. Una vez analizada la metodología correspondiente al funcionamiento y ajustes de los relés, se realiza una aplicación práctica, a una unidad de la Central Térmica Santa Rosa de Termopichincha S.A. Complementariamente, se hace un análisis del comportamiento transitorio de la corriente de cortocircuito en generadores, así como una descripción de las zonas seguras de operación de generadores eléctricos.