Primero, la razón por la que el generador pierde magnetismo.
Durante el funcionamiento normal del generador, la excitación desaparece repentinamente, total o parcialmente, lo que se denomina pérdida de magnetismo del generador. Las causas de la pérdida de excitación del generador se pueden resumir generalmente en circuito de excitación abierto o cortocircuito, incluyendo fallas en el excitador, el interruptor de excitación o el circuito de excitación, conmutación incorrecta de la excitación de reserva, pérdida de energía de fábrica del sistema de excitación, circuito abierto o cortocircuito grave en el devanado del rotor o el circuito de excitación, falla del sistema de excitación de semiconductores, incendio o quema del anillo colector del rotor.
1. El disparo por falla de la variable de excitación provoca que el generador pierda magnetismo.
Debido a un defecto de fabricación en el aislamiento del transformador o al deterioro gradual del mismo durante su funcionamiento, se genera una descarga eléctrica que activa la protección contra sobretensiones. La pérdida de la protección magnética provoca la desconexión de la unidad. Se deben aplicar rigurosamente los procedimientos y estándares, así como realizar pruebas, implementaciones y resolución de problemas periódicas. De acuerdo con las normativas y estándares pertinentes, se deben llevar a cabo con diligencia pruebas profesionales de aislamiento de forma regular.
2. El disparo del interruptor magnético provoca que el generador pierda magnetismo.
Las razones para el disparo del interruptor magnético incluyen: (1) el comando de disparo del interruptor magnético se envía erróneamente al DCS; (2) el relé de salida no envía la instrucción de disparo del interruptor magnético; (3) el contacto del botón de disparo del interruptor magnético de disco eléctrico en la sala de control central se activa para emitir el comando de disparo; (4) el panel de control local de la sala pequeña de excitación separa manualmente el interruptor de desconexión magnética; (5) caída del aislamiento del cable del bucle de control del interruptor magnético; (6) salto mecánico del cuerpo del interruptor del interruptor magnético; (7) la puesta a tierra instantánea del sistema de CC provoca el disparo del interruptor de desconexión magnética.
3. El encendido del anillo colector de excitación provoca que el generador pierda magnetismo.
La causa del accidente es la presión desigual del resorte de la prensa de las escobillas de carbón, lo que provoca una distribución desigual de la corriente en algunas escobillas, generando una corriente excesiva en algunas de ellas y, por consiguiente, calor. Además, las escobillas de carbón están sucias, contaminando la superficie de contacto entre la escobilla y el anillo colector, lo que aumenta la resistencia de contacto entre ambas y produce chispas. Asimismo, el desgaste de las escobillas de carbón, tanto positivas como negativas, es desigual; el desgaste de las negativas es más grave que el de las positivas, debido al aumento de la rugosidad de la superficie del anillo colector y, por falta de control oportuno, se produce un incendio en el anillo colector.
4. La puesta a tierra del sistema de CC provoca que el generador pierda magnetismo.
Después de que el sistema de CC se conecta a tierra positivamente, debido a que hay un condensador distribuido en el cable largo, y el voltaje en ambos extremos del condensador no puede cambiar, la corriente del condensador del cable largo en el circuito de disparo externo del interruptor magnético del generador fluye a través del relé intermedio en su salida de disparo externa, y el relé se mueve para desarrollar el interruptor magnético del motor, lo que resulta en la acción de protección contra pérdida del imán del generador.
5. Fallo del sistema de regulación de excitación que provocó pérdida magnética en el generador.
El fallo de la placa EGC del regulador del sistema de excitación del generador provoca la activación de la protección contra sobretensión del rotor del regulador de excitación del generador y el disparo de la protección.
6. El gabinete rectificador se detiene, lo que provoca que el generador pierda magnetismo.
Durante el arranque de la bomba eléctrica, la tensión del sistema disminuye y el sistema de excitación activa una alarma por fallo en la alimentación auxiliar. Debido a la excesiva resistencia a la sobretensión del relé del circuito de conmutación, se produce un fallo en la transferencia de la alimentación y el ventilador del armario rectificador no puede funcionar correctamente, lo que provoca el disparo por sobretemperatura del armario rectificador, la pérdida de la protección magnética y la desconexión de la unidad. El recubrimiento de plata de los contactos del interruptor de potencia en el lado de CA del armario rectificador es delgado o de mala calidad. Durante el funcionamiento, el contacto de cobre y aire genera una capa de óxido, lo que aumenta la resistencia de contacto. Con el aumento de la corriente, el aumento de la temperatura provoca el sobrecalentamiento de los contactos, lo que conlleva la pérdida de la protección magnética durante el funcionamiento y el disparo de la unidad.
Segundo, el daño de la pérdida de magnetismo del generador.
1. Pérdida del generador por daños magnéticos en el sistema de potencia.
(1) Cuando el generador pierde magnetismo, un generador con baja excitación o pérdida de magnetismo absorberá potencia reactiva del sistema, lo que provocará una caída de tensión en el sistema eléctrico. Si la capacidad del sistema eléctrico es pequeña o la reserva de potencia reactiva es insuficiente, la tensión en los terminales del generador, la tensión en el bus del lado de alta tensión del transformador elevador o la tensión en otros puntos cercanos serán inferiores al valor admisible. De esta forma, se interrumpirá el funcionamiento estable entre la carga y la fuente de alimentación, e incluso podría producirse un colapso de tensión en el sistema eléctrico.
(2) Cuando el generador tiene una baja excitación o una caída de tensión magnética, otros generadores del sistema aumentarán su potencia reactiva debido al ajuste automático del dispositivo de excitación, lo que provocará sobrecorriente en algunos componentes eléctricos del sistema. Por ejemplo, el transformador o la línea de transmisión generan sobrecorriente, de modo que la protección de respaldo desconecta el componente sobrecargado y amplía el rango de falla.
(3) Cuando el generador tiene baja excitación o pérdida de magnetismo, debido a la oscilación de la potencia activa y la disminución de la tensión del sistema, puede provocar la pérdida de paso entre el funcionamiento normal adyacente del generador y el sistema o entre varias partes del sistema de potencia, de modo que el sistema oscile y se produzca un gran número de rechazos de carga.
2. La pérdida de magnetismo del generador hacia el propio generador.
Una vez que el generador pierde magnetismo, no solo causará grandes daños al sistema eléctrico, sino que también dañará al propio generador:
(1) Debido al deslizamiento que se produce al producirse la pérdida magnética, se generará una corriente de frecuencia diferencial en el rotor del generador. Si la pérdida causada por esta corriente en el circuito del rotor supera el valor admisible, el rotor se sobrecalentará. La corriente de frecuencia diferencial que circula por la superficie del rotor provocará un sobrecalentamiento localizado grave o incluso quemaduras en la superficie de contacto del cuerpo del rotor con la cuña de la ranura y el anillo de retención.
(2) Después de que el generador con baja excitación o pérdida de campo magnético entra en estado de operación asíncrona, la reactancia equivalente del generador disminuye y la potencia reactiva absorbida del sistema continúa aumentando. Después de la pérdida de carga pesada, el estator del generador se sobrecalentará debido a la sobrecorriente.
(3) En turbogeneradores de gran tamaño con alta utilización de refrigeración directa, tras la pérdida de carga pesada, el par y la potencia activa del generador experimentarán una oscilación periódica violenta. En ese momento, se producirá un par electromagnético significativo, incluso superior al valor nominal, que actuará periódicamente sobre el eje del generador y se transmitirá a través del estator hasta el bastidor. En ese momento, el deslizamiento también provocará cambios periódicos que generarán sobrevelocidades significativas y periódicas en el generador.
(4) Cuando el generador está funcionando con baja excitación o pérdida magnética, la fuga magnética del extremo del estator aumentará, lo que provocará que los componentes del extremo y el núcleo del segmento lateral se sobrecalienten.
Fecha de publicación: 10 de julio de 2023