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2.4. Protección por Mínima Frecuencia de los Generadores
2.4. Protección por Mínima Frecuencia de los Generadores
2.4. Protección por Mínima Frecuencia de los Generadores
2.4. Protección por Mínima Frecuencia de los Generadores
Una turbina de vapor puede sufrir serios daños sise mantiene una operación
prolongada a frecuencia reducida durante una condición de sobrecarga del sistema
eléctrico.
Asimismo, hay que tener en cuenta que debido a la naturaleza oscilatoria de la
variación de frecuencia durante disturbios en el sistema eléctrico, es posible tener
frecuencias de operación por encima del valor nominal (caso de un exceso de
deslastre de cargas), situación igual de peligrosa, para las turbinas de vapor, como la
operación con frecuencias por debajo de la frecuencia nominal.
En el diseño de la turbina de un generador se tiene un cuidado extremo para
que la frecuencia de resonancia de los álabes esté lo suficientemente alejada de la
frecuencia natural del vapor, para así evitar vibraciones que puedan dañar a los
álabes de la turbina, sin embargo, al variar la velocidad de giro de la turbina, la
frecuencia natural del vapor puede acercarse a la frecuencia de resonancia de los
álabes, produciendo una vibración excesiva con la consiguiente fatiga mecánica. Hay
que tener en cuenta que la fatiga mecánica es acumulativa.
En la figura 2 se representa la curva del tiempo mínimo estimado en función de
la frecuencia de operación (puede ser una frecuencia inferior o superior a la nominal),
para dañar alguna parte de la estructura que forman los álabes. Las partes más
débiles son las uniones metálicas entre las cubiertas de los álabes. La rotura de una
de estas uniones, en sí no produce un daño severo, pero puede cambiar la frecuencia
natural a velocidad nominal, produciendo fatiga mecánica y su posterior destrucción
durante la operación normal de la turbina.
2.4.1. Protección de una Turbina por Máxima Frecuencia
La condición de sobrefrecuencia más frecuente es la debida a una súbita
pérdida de carga de un generador al disparar su interruptor. En esta situación, la
rápida respuesta del regulador de velocidad evita problemas de sobrefrecuencia a la
turbina.
En caso de defecto del regulador de velocidad y asumiendo una reducción
parcial de carga en el generador de digamos 50% y un estatismo del 5%, tendremos
un incremento en la frecuencia de un 2.5%. Si observamos la Figura 2 notaremos que
el tiempo límite que podemos mantener esta frecuencia es de unos 30 minutos,
tiempo suficientemente largo para que el operador pueda realizar una acción
correctiva.
La operación a baja frecuencia en una turbina de vapor es una situación más
crítica debido a que el operador no tiene posibilidad de realizar un control de la
operación.
GEK-98835B
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