Fwd: Sobrecalentamiento en estator excitatriz

[Gustavo Fernández]

Estimados miembros de la lista, recurro a su experiencia a fin que puedan indicarme que podría estar sucediendo con este generador.

Saludos,
Gustavo Fernández

---------- Mensaje reenviado ----------
De: Gustavo Fernández <gafern...@gmail.com>
Fecha: 3 de febrero de 2011 22:17
Asunto: Sobrecalentamiento en estator excitatriz
Para: "LISTA ELECTRICA \"SALVADOR MARTINEZ\"" <listaele...@googlegroups.com>

Estimados miembros de la lista, recurro a su experiencia a fin que puedan indicarme que podría estar sucediendo con este generador.

Generador de 200 kW 60 HZ 380 V, en paralelo con el sistema ha tenido interrupciones sucesivas por sobrefrecuencia al revisar se encontró una de los diodos del puente con signos de sobrecalentamiento y fallado, se procedió con el cambio y estuvo en funcionamiento continuo por  4 días, continuamente se actuaba sobre el control del AVR para regular el factor de potencia (subir el voltage)

Luego de la última falla se cambió el puente completo (6 diodos), y se procedió con le secuencia de arranque, a 50 HZ, en bornes del generador se tenía 400 voltios por lo que se procedió a actuar sobre el control del AVR(bajar el voltage), luego a 60 HZ en bornes se tenía 380 voltios, el AVR en un momento marco 70 voltios, debiendo tener un voltaje de 63 voltios Vdc.

Ya en operación, se retira de servicio debido a sobrecalentamiento en el estator de la excitatriz, y se verificó que uno de los diodos (la misma ubicación de la 1ra falla) estaba desoldado de su terminal haciendo un falso contacto, el diodo en ambos sentidos marcaba continuidad.

La excitatriz es tipo brushless (sin escobillas), en el estator están los polos los cuales son alimentados desde el AVR; se induce al bobinado rotórico en el cual están montados los diodos, de allí se alimenta los polos del rotor del generador.

Saludos,

Gustavo Fernández

[Pablo Arias]

Aqui algunos tips sobre lo que puede estar afectando al genrador.

Antes de nada debes efectuar puebas en vacio del generador...luego ir ingresando poco a poco la carga hasta identificar cual es al qeu produce el problema.

A mi parecer el problema esta fuera del genrador...

 

Existe un límite de la corriente de excitación, es decir, la corriente que circula por el devanado del rotor y por los anillos. Si esta corriente supera un determinado límite, entonces existirán calentamientos excesivos que pueden dañar los anillos y al propio devanado del rotor.

Las sobrecorrientes desequilibradas o asimétricas,  tienen graves consecuencias  en el generador,  afectando fundamentalmente los rotores con calentamientos excesivos. Los generadores no pueden tolerarlas por mucho tiempo y dependen del tipo de rotor y del sistema de enfriamiento en el mismo.

 

Causas de las sobrecorrientes desequilibradas

Líneas sin transposición

Cargas monofásicas

Cortocircuitos desbalanceados o asimétricos, bifásicas o monofásicas

Fases abiertas en las redes eléctricas

Falla en la apertura o cierre de interruptores monopolares.

Las fuentes más severas de desbalances son los cortocircuitos bifásicos, pero las fases abierta en las redes muchas veces no son detectadas y el calentamiento progresivo por estas causas se vuelve muy peligroso.

Consecuencias de las Corrientes de Secuencia Negativa

Las altas frecuencias de las corrientes inducidas en el rotor producto  a la circulación de corrientes asimétricas en el estator son el principal inconveniente.

Las corrientes de altas frecuencias circulan por las superficies de los conductores, es decir, áreas de mayor resistencias.

Este efecto piel a lo largo de todo el rotor, eleva la temperatura en el mismo, disminuyendo gradualmente la capacidad dieléctrica de los materiales aislantes e incluso puede hasta derretirlos.

Los anillos de retención del rotor se pueden sobrecalentar excesivamente y hasta aflojarse y salirse de su posición.

Estas corrientes generan torques pulsantes que afectan al rotor y provocan vibraciones.

El calentamiento debido a la circulación de corriente de secuencia negativa I₂ es proporcional a I₂²t.

El generador posee dos capacidades:

Altas corrientes de poca duración

Corrientes que soporta continuamente sin sufrir daños

Los fabricantes deben ofrecer las capacidades de los generadores en base al calentamiento que soportan los rotores, cuñas, anillos y devanados.

La norma ANSI C50.12 y C50.13 establecen estos límites.

Consecuencias de la Energización Accidental del Generador

Ahora conocemos que la conexión accidental puede ser tanto simétrica (las tres fases) como asimétrica (una o dos fases).

No es lo mismo si el generador ya estaba parado o si el generador estaba aún rodando.  En cualquier condición, grandes corrientes circulan por el estator y por el rotor.

Si el sistema es un sistema fuerte con elevada potencia de cortocircuito y por lo tanto baja impedancia, las corrientes en el estator pueden llegar a alcanzar valores entre (3÷4)In y la tensión en los bornes del generador decrecen a valores entre (50÷70)%Vn.

Si el sistema es un sistema más bien débil, las corrientes en el estator alcanzará valores menores entre (1÷2)In y las tensiones caen mucho más (20÷40)%Vn.

Pero si la conexión accidental se produce a través del transformador auxiliar o de uso de planta, debido a la alta impedancia de este transformador, entonces las corrientes son realmente pequeña (0.1÷0.2)In.

Consecuencias en el generador de la Pérdida del Campo

Opera como un generador de inducción, consume potencia reactiva en gran cantidad y disminuye la generación de potencia activa en dependencia de la potencia del sistema y de la potencia que está entregando el generador.

Se produce una baja tensión en los terminales del generador.

Sobrecorriente en el estator por el consumo de potencia reactiva en exceso, que provocan sobre temperatura de este devanado.

Reducción de la reserva de estabilidad debido a la disminución de la magnitud de la fem y de la tensión en los bornes del generador.

Se producen sobre voltajes en el rotor en caso de apertura del campo.

El Generador alimentando corrientes desequilibradas

Cuando se alimentan corrientes desiguales en las fases de los generadores, estas corrientes tienen componentes de secuencia negativa.

Las corrientes de secuencia negativa por las fases del estator, generar un flujo que rota de forma inversa al sentido de giro del rotor.

Este flujo inverso visto desde el rotor, inducirá corrientes en el mismo con frecuencias de 2 veces la fundamental (120).

Estas corrientes inducidas en el rotor de alta frecuencia no recorren el mismo camino que las corrientes de baja frecuencias inducidas en condiciones simétricas.

 

 

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De: Gustavo Fernández <gafern...@gmail.com>
Para: ELECTRICA GOOGLEGROUPS <elec...@googlegroups.com>
Enviado: vie,4 febrero, 2011 23:05
Asunto: LCIE- Fwd: Sobrecalentamiento en estator excitatriz

[Gustavo Fernández]

Rolando, Milton, Horacio, Pablo.

Gracias por sus comentarios, el problema fue resuelto, el regulador de tensión (AVR) provocaba esta calentamiento, fue cambiado y el generador está operando con normalidad.

Saludos,
Gustavo Fernández