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Minimización de los efectos causados por desequilibrio de carga y armónicos, mediante la variación de la puesta a tierra del neutro del devanado del estator en turbogeneradores.

Resumen en español

La mayoría de los procesos de cogeneración de energía en la industria se llevan a cabo utilizando turbogeneradores. Estas máquinas se caracterizan por tener un rotor macizo, con dimensiones geométricas relativas, de gran longitud axial respecto al diámetro; por lo tanto, poseen bajo momento de inercia. En las plantas de cogeneración la carga se halla muy cerca al alternador, y la conexión es directa o a través de un transformador al barraje de alimentación, y por lo regular, este tipo de plantas tiene cargas desequilibradas en magnitud, generalmente con alto contenido armónico, las cuales crean torques parásitos y calentamiento adicional en las máquinas rotativas. Con el tiempo, el calentamiento continuo conlleva varios efectos como la creación de fuerzas de fricción entre las partes en contacto por efecto de dilataciones y a la variación de las propiedades fisicoquímicas del aislamiento, reduciendo el nivel de rigidez dieléctrica y desarrollando descargas parciales. Los torques parásitos debidos a los armónicos, producen vibraciones mecánicas de las partes y en general la maquina tendrá baja eficiencia, que junto al calentamiento reducen la vida útil de la planta. Los devanados del estator normalmente están conectados en “Y” y el punto neutro de la conexión se conectan eléctricamente a tierra a través de una de las siguientes opciones: 1) circuito de baja resistencia, 2) circuito de alta resistencia, 3) circuito de baja inductancia, 4) circuito resonante, 5) circuito hibrido y por último se tendrán los casos de neutro flotante sin conexión a tierra. En este estudio se analizan las primeras cuatro opciones de conexión y como se evalúa la opción 5 hibrida como consecuencia de las anteriores. Las conexiones del neutro a tierra de los generadores tienen aplicación cuando la maquina atiende cargas eléctricas desequilibradas en sus fases a frecuencia nominal, que elevan el potencial eléctrico del neutro de la máquina respecto al potencial de tierra. Esta situación empeora en los casos de tener armónicos circulando por las fases.