ABB Relion 670 Serie Manual De Aplicaciones página 518

Sección 8
Protección de corriente
8.12.2
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Aplicación
La tarea de un generador en una central eléctrica es convertir la energía mecánica,
disponible como par en un eje giratorio, en energía eléctrica.
A veces, la potencia mecánica de una fuente de energía primaria puede disminuir tanto
que no cubre las pérdidas por cojinetes y por ventilación. Entonces, el generador
sincrónico se convierte en un motor sincrónico y comienza a tomar potencia eléctrica
del resto de la red eléctrica. Este estado de funcionamiento, en el cual las máquinas
sincrónicas individuales funcionan como motores, no implica ningún riesgo para la
máquina en sí misma. Si el generador en consideración es muy grande y consume
mucha energía eléctrica, puede ser preferible desconectarlo para facilitar la tarea del
resto de la red.
Con frecuencia, la condición de motorización puede significar que la turbina está en
un estado muy peligroso. La tarea de la protección de potencia inversa es proteger la
turbina y no el generador en sí.
Las turbinas de vapor se recalientan con facilidad si el flujo de vapor desciende mucho
o si el vapor deja de fluir por la turbina. Por lo tanto, los turbogeneradores deben tener
protección de potencia inversa. Existen varias contingencias que pueden causar
potencia inversa: rotura de una tubería de vapor principal, daño en una o más paletas
de la turbina de vapor o cierre inadvertido de las válvulas de retención principales. En
el último caso, es muy recomendable tener protección de potencia inversa. Puede
evitar daños en una central que no presentaba ningún tipo de problema.
Durante el cierre de rutina de muchas unidades de potencia térmica, la protección de
potencia inversa da el impulso de disparo al interruptor del generador (el interruptor
de la unidad). Así, uno evita la desconexión de la unidad antes de que la potencia
mecánica llegue a cero. La desconexión prematura causaría el aceleramiento del
generador de turbina en todos los cierres de rutina. Esto causaría un exceso de
velocidad y altas tensiones centrífugas.
Cuando el vapor deja de fluir por una turbina, el enfriamiento de las paletas
desaparece. Entonces, no es posible eliminar todo el calor generado por las pérdidas
aerodinámicas. En cambio, el calor aumenta la temperatura en la turbina de vapor y,
especialmente, en las paletas. Cuando una turbina de vapor gira sin suministro de
vapor, el consumo de energía eléctrica es de alrededor del 2% de la potencia nominal.
Incluso si la turbina gira en vacío, pronto se recalienta y se daña. Si se pierde el vacío,
se recalienta en cuestión de minutos.
El tiempo crítico de recalentamiento de una turbina de vapor varía de
aproximadamente 0,5 a 30 minutos, según el tipo de turbina. Una turbina de alta
presión, con paletas pequeñas y finas, se recalienta con más facilidad que una de baja
presión, con paletas largas y gruesas. Las condiciones varían según cada turbina y es
necesario preguntarle al fabricante de la turbina en cada caso.
La potencia de los equipos auxiliares de la central puede provenir de un transformador
de estación conectado al lado primario del transformador elevador. También puede
provenir de un transformador de arranque conectado a la red externa. Se debe diseñar
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