Problemas de Sincronización de Generadores ALTAE 2011
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PROBLEMAS ASOCIADOS AL SINCRONIZAR LOS GENERADORES A LA RED DE ALTA TENSIÓN 1. Esquema de interconexión a la red 2. Efecto en los generadores de polos lisos 3. Registro de parámetros en condiciones de falla en un generador de una central hidroeléctrica ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS, México
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PROBLEMAS ASOCIADOS AL
SINCRONIZAR LOS
GENERADORES A LA RED DE
ALTA TENSIÓN 1. Esquema de interconexión a la red
2. Efecto en los generadores de polos lisos
3. Registro de parámetros en condiciones de falla en un generador de una central hidroeléctrica
ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS, México
1. Interconexión del generador
a la red
La mayoría de los generadores están conectados directamente al transformador de unidad La planta nuclear de (Laguna Verde), una unidad de 760 MW en la
Central de Carbón (Petacalco) y una planta de ciclo combinado (Tula)
Sólo tres de los generadores de CFE (México) utilizan un interruptor de máquina a la salida del generador
En la mayoría de los casos, la sincronización a la red se hace en el nivel de transmisión
Las subestaciones puedes ser, convencionales en aire o aisladas en SF6
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Transformador
elevador
20/400 kV
Interruptor BT
IBT = 8660 A
Opciones de interconexión
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Generador
300 MVA a 20 kV Interruptor AT
IAT = 433 A
Generador
Transformador
elevador
Subestación,
convencional o SF6
Transformador
de excitación
Línea de transmisión
Arreglo típico
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2. Falla del interruptor, efecto en un turbogenerador
Las fases A y C abren
Se produce la falla del interruptor (B)
El generador opera desbalanceado
Al sincronizar se produce una falla a
tierra
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Diagrama del generador
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Falla del núcleo del estator
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Aislamiento del estator afectado
El acero fundido en contacto con el aislamiento provoca la falla a tierra
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Efectos en el rotor
El generador opera
en condiciones
desbalanceadas
Las corrientes de
secuencia negativa
circulan por las
cuñas y por los
anillos de retención
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Daños típicos en el rotor
La unión entre las cuñas y el anillo de retención tiene alta resistencia de contacto
La temperatura provoca daños en las cuñas y en el aislamiento
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Motorización accidental de un generador
Se alimenta el generador
al cerrar accidentalmente el interruptor de máquina
El generador no estaba provisto con el relevador de potencia inversa
El generador actúa como un motor, el rotor hace las veces de una jaula de ardilla
Las cuñas del rotor se
sobrecalientan
Se depositan en los
dientes del estator
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3. Falla al sincronizar un generador de
una central hidroeléctrica Se estaba estudiando el comportamiento del sistema de
excitación de un generador Se tomaron los parámetros antes de sincronizar
• Voltajes y corrientes de fase
• Voltajes y corrientes de excitación
• Corriente de flecha
• Corriente de neutro
• Desplazamiento mecánico a través de un sensor
Ocurrió la falla de un interruptor durante la sincronización
El sistema de registro estaba listo para adquirir las señales Los parámetros arriba indicados se registraron en condiciones de
falla
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Instrumentación
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Generador previo a sincronizarse
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ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS
Previo a sincronización
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ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS
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ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS
Previo a sincronización
Falla del interruptor de máquina en
la Subestación de 230 kV
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Registro de señales, evento de falla ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS
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Falla entre fases B y C ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS
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Corrientes de corto circuito ALTAE 2011 La Habana, Cuba INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELECTRICAS
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Oscilaciones durante la falla
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Registros en la etapa final de falla
Comentarios finales
Las fallas asociadas con la red de alta tensión producen daños muy severos a los equipos Al generador
Al transformador de unidad
A la subestación
Aún cuando se cuente con esquemas de protección adecuados, la energía que es necesario disipar es muy elevada
Si sólo se utiliza interruptor en alta tensión, no hay elemento de desconexión y la falla requiere de mucho tiempo para liberarse
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