¿Qué se entiende por falla a tierra del rotor en un generador? ¿Cómo puedo probar esta protección?

El relé de protección del rotor se utiliza en motores y generadores síncronos para identificar la presencia de una falla a tierra en el devanado del rotor. Mientras que el devanado en el rotor está aislado del suelo durante el funcionamiento normal, el rotor está sujeto a tensiones debido a la vibración, el calor, etc. Estas tensiones pueden hacer que el devanado ceda en un lugar en particular y el devanado puede ponerse a tierra.

Si bien una sola toma de tierra en el devanado no es dañina de inmediato. Establece el escenario para el daño si ocurre una segunda falla. La segunda conexión a tierra puede causar un cortocircuito a través del rotor, causando daños extensos al rotor y al devanado.

Las corrientes producidas durante una falla a tierra del rotor pueden causar vibraciones excesivas y alterar el equilibrio magnético dentro del alternador. Estas fuerzas pueden hacer que el eje del rotor se vuelva excéntrico y, en casos extremos, provoquen fallas en los rodamientos.

Por lo tanto, es necesario que cualquier conexión a tierra en el rotor se detecte lo antes posible.

En los rotores de anillos colectores, los depósitos de carbón en los anillos colectores pueden comprometer la resistencia de aislamiento del rotor. Por lo tanto, los anillos colectores deben inspeccionarse en busca de depósitos.

El dispositivo de protección contra fallas a tierra del rotor consiste en un dispositivo de inyección de corriente que aplica un voltaje de CA al devanado del rotor por medio de un anillo deslizante instalado en el rotor. La corriente se aplica al rotor a través de un condensador de acoplamiento. En condiciones normales, el sistema está flotando y la corriente que fluye a través del dispositivo es cero ya que la resistencia es alta.

Cuando ocurre una falla, la corriente aumenta y hace que el relé funcione. El relé se puede configurar para alarma o disparo dependiendo de la practicidad.

Una sola falla a tierra no afecta el rotor y el generador, pero aumenta la tensión a la tierra en el campo cuando los transitorios del estator inducen voltaje adicional y aumenta la ocurrencia de una segunda falla a tierra. Esto causa un desequilibrio en los flujos del entrehierro, lo que provoca vibraciones y la excentricidad del rotor.

Por eso es necesaria la protección de falla a tierra del rotor, hay 3 tipos diferentes de protección de falla a tierra del rotor.

  1. Método de potenciómetro: se conecta una resistencia con el golpeteo central con el devanado de campo y el excitador conectado a tierra a través de un relé sensible a la tensión. Incapaz de detectar anormalidades en el centro del devanado del campo, pero se puede ajustar cambiando el golpeteo de la resistencia, el voltaje aparecerá en el relé y se activará
  2. Método de inyección de CA: se conecta un relé sensible a la tensión por el excitador y los devanados de campo con otro terminal conectado a un condensador y luego secundario de un transformador auxiliar, cuando durante una falla se cierra realmente a través de la ruta a tierra y aparece la tensión secundaria en la terminal La desventaja principal es la introducción de la corriente de fuga debido al capacitor en ckt y el requisito de un suministro auxiliar para la operación del relé
  3. Método de inyección de CC: debido a la introducción de corrientes de fuga, se utiliza este método. Se utiliza un relé sensible al voltaje de CC, conectado con el terminal positivo del excitador y el terminal negativo de un puente rectificador conectado al primario de un transformador auxiliar. En caso de falla de campo o excitador, el potencial positivo del relé aparecerá en el relé y funcionará.

Simplemente conecte un terminal multímetro en continuidad entre bobinados del rotor o anillos colectores y otro terminal al eje. si el medidor muestra muy poca lectura, el devanado es muy corto con el cuerpo. También puede usar megger para verificar la resistencia de aislamiento del aislamiento entre los conductores heridos del cuerpo. a veces las propiedades de se degradarán debido a la operación continua y se volverán menos resistentes a la corriente eléctrica. El aumento de la corriente de fuga de los devanados al cuerpo perturbará la generación de energía y más carga en las unidades excitadoras AVR o DC. A partir de los datos del fabricante, podemos calcular el valor ómico del devanado mediante la aplicación de amplificadores de potencial de CC externos extraídos por la bobina.