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Unidad de Protección de Generadores ABB 2000R
Funciones 59G y 27G de Protección contra Falla a Tierra del Estator para Generadores
Conectados a Tierra de Alta Impedancia
La conexión a tierra de alta impedancia se usa comúnmente en generadores conectados unitariamente, o sea, un
generador conectado al devanado en delta de un transformador elevador. El valor de la impedancia inserta entre el
neutro del generador y tierra se selecciona en base a la capacitancia parásita [dispersa] a tierra de los devanados
del transformador y el generador de modo de limitar los sobrevoltajes transitorios durante condiciones de falla a
tierra. La corriente de tierra está típicamente limitada a valores en el rango de 2 a 30 amperios (primarios).
El elemento 59G de sobrevoltaje de tierra se utiliza para detectar sensiblemente fallas a tierra dentro del devanado
del estator del generador y a través del devanado en delta del transformador de la unidad. El elemento 59G opera a
partir del voltaje obtenido del transformador de potencial conectado a través del resistor [resistencia] de puesta a
tierra, que es luego filtrado por los algoritmos del GPU-2000R de manera de obtener sólo el contenido de frecuencia
fundamental. La unidad 59G está activa en el rango de frecuencia de 10 a 87 Hz, así que también monitorea al
generador durante el proceso de arranque y parada. El elemento 59G tiene sensibilidad suficiente para detectar
fallas en más del 95% del devanado del estator. Se proporciona un retardo de tiempo definido para permitir la
coordinación con los fusibles de los transformadores de voltaje.
Tabla 1-19. 59G - Protección de Falla a Tierra del Estator
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El elemento 27G de bajo voltaje [subtensión] de tercera armónica ofrece la posibilidad de obtener un 100% de
protección contra falla a tierra del estator si las características de la máquina son tales que un nivel mínimo de
voltaje de tercera armónica está normalmente presente a través del resistor de puesta a tierra. Esto es una función
de la construcción de la máquina. Al detectar la pérdida del voltaje de tercera armónica que ocurre en una falla a
tierra, el elemento 27G ofrece protección para el pequeño porcentaje del devanado del estator que no está cubierto
por el elemento 59G. El 27G está supervisado por la medición del voltaje terminal del generador de modo que es
activado únicamente cuando la máquina ha sido llevada cerca de sus condiciones normales de operación.
Un problema que existía al aplicar protecciones de bajo voltaje de tercera armónica, era la necesidad de conectar
equipo externo de medición para estudiar la magnitud del voltaje de tercera armónica presente en el neutro de la
máquina bajo diversas condiciones de operación. Ello es necesario para poder determinar un ajuste seguro para el
relé. El GPU-2000R "resuelve" este problema incluyendo una función de medición de tercera armónica MIN y MAX
que puede usarse para "aprender" las características del generador antes de poner el 27G en servicio. Los registros
de Min y Max capturan el voltaje de 3a. armónica, la fecha y hora, y la carga del generador en cada caso.
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