Se espera que un generador/alternador síncrono suministre potencia activa al sistema en condiciones normales de funcionamiento. Si falla la turbina, es decir, el motor principal, el generador/alternador conectado al sistema seguirá funcionando como motor síncrono extrayendo potencia activa del sistema. Esta inversión del flujo de potencia debido a la pérdida del motor primario puede detectarse mediante un relé de potencia inversa.
Las consecuencias del motor del generador y el nivel de potencia extraída del sistema de potencia dependerán del tipo de motor principal, ya que en esta condición el motor principal actúa como una carga para el motor síncrono. Para las turbinas de vapor, la potencia motriz es de alrededor del 0,5-3 % de la potencia nominal del generador. Bajo la falla del motor primario, debido al motor de la turbina, la pérdida de viento será mayor en las palas de la turbina, ya que no hay vapor para enfriarlo. Por lo tanto, provocará daños en la turbina.
El elemento de potencia inversa del relé numérico calcula la potencia activa trifásica utilizando su entrada de corriente y voltaje según la siguiente fórmula,
P = VaIaCosØa + VbIbCosØb + VcIcCosØc
El relé numérico está conectado con la convención de que la corriente directa es la corriente que fluye desde el generador hasta la barra colectora. Esto corresponde a valores positivos de la potencia activa que fluye en la dirección directa. Cuando un generador está operando en el modo motorizado, la máquina está consumiendo potencia activa del sistema de potencia y si esta potencia activa cruza el valor establecido, luego del retardo de tiempo establecido, el relé operará para disparar el disyuntor.
Normalmente, el ajuste de potencia inversa se mantiene por debajo del 50% de la potencia de motor. Por ejemplo, si la potencia de motor de la turbina de vapor es del 4 %, el ajuste de potencia inversa se mantendrá por debajo del 2 %. También se debe tener en cuenta que la protección de potencia inversa se proporciona con un retardo de alrededor de 5 s para evitar una operación espuria debido a perturbaciones oa la sincronización posterior.
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Causas de la potencia inversa en el generador:
Como se discutió anteriormente, una de las causas del flujo inverso de potencia en un generador es la falla del motor primario. Ahora, la falla del motor primario puede deberse a una falla del gobernador o falla de la válvula del gobernador o mal funcionamiento del sistema de control de presión de la caldera.
Otra causa del flujo de potencia inversa ocurre durante la sincronización del Generador. Supongamos que el Generador se va a sincronizar con la Red. La práctica general para sincronizar un generador es cerrar el interruptor cuando la aguja del sincronoscopio se mueve en el sentido de las agujas del reloj y cruza la posición de las 11 en punto, como se muestra en la figura a continuación.
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| Imagen tomada de Yokogawa Meters and Instruments Corporation |
Como se muestra en la figura, la posición de la aguja es a las 12 en punto. Supongamos que la frecuencia del Generador es menor que la frecuencia de la Red, en este caso la aguja del sincroscopio no se moverá en el sentido de las agujas del reloj, es decir, en dirección rápida, sino que se moverá en sentido contrario a las agujas del reloj, es decir, en dirección lenta. Si cerramos el disyuntor del generador en tal condición, entonces la Red intentará llevar el Generador a la velocidad síncrona alimentando energía al Generador y el motor del Generador tendrá lugar. Por lo tanto, en tal caso también fluirá potencia inversa.
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