Problemas de la puesta a tierra por resistencia cuando varios transformadores funcionan en paralelo sobre 1 ó 2 juegos de barras

Funcionamiento en paralelo sobre un juego de barras

1º caso:

Cada transformador posee una resistencia de puesta a tierra sin seccionador de desconexión.

La corriente de defecto a tierra varía según el número de transformadores en servicio (figura 1), lo que puede plantear dificultades a los motores o para ajustar el umbral de los dispositivos de protección de máxima corriente de faltas a tierra. Además, deberán utilizarse dispositivos de protección de faltas a tierra direccionales para localizar averías procedentes de conexiones que unen los transformadores con los juegos de barras.

En caso de defecto, se tiene: I_f = n · I_l

Siendo:

If: corriente de defecto
n: número de transformadores en servicio
Il: corriente límite para cada resistencia

Figura 1: Conexión de resistencias de cada punto neutro directas a tierra

2º caso:

Cada transformador posee una resistencia de puesta a tierra con seccionador de desconexión.

Un dispositivo de conmutación hace que sea posible tener un único punto neutro puesto a tierra sea cual sea el número de transformadores en servicio (figura 2). El sistema de protección es complejo, ya que utiliza la selectividad lógica, teniendo en cuenta la posición de los dispositivos de conmutación y el estado de los diferentes dispositivos de protección de faltas a tierra.

Esta solución es poco utilizada

• Es necesario un dispositivo de conmutación en cada punto neutro
• Es necesaria una lógica de mando que tenga en cuenta la configuración de la red

Figura 2: Resistencias de puesta a tierra de cada punto neutro por medio de un dispositivo de conmutación

3º caso: 

Ningún transformador posee resistencia de puesta a tierra 

Se crea un punto neutro artificial (generador homopolar) en el juego de barras del cuadro principal (Figura 3). Este método elimina los problemas de los casos 1 y 2. En efecto, la corriente de defecto es constante, cualquiera que sea el número de transformadores en servicio; los dispositivos de protección que deben aplicarse son simples, no son necesarios dispositivos de protección direccionales o de una lógica compleja.

Figura 3: Punto neutro artificial (Generador homopolar) en el juego de barras principal

NOTA:

El problema es el mismo cuando un grupo de generación industrial está compuesto de varios generadores.

Funcionamiento en paralelo sobre dos juego de barras

Los dos juegos de barras pueden o no ser acoplados en función del modo de funcionamiento.

Por tanto, es necesario instalar un neutro artificial en cada barra. Cuando las barras están separadas, los dos puntos neutros están en servicio. Cuando las dos barras están acopladas, sólo uno neutro artificial debe estar conectado (Figura 4) de manera que la corriente de falta no se duplique. Debe instalarse una lógica de control para poner uno de los dos neutros artificiales fuera de servicio cuando el interruptor automático de acoplamiento está cerrado. Esta lógica puede ser indispensable cuando algunas cargas, especialmente motores, no pueden soportar altas corrientes de falta.

Figura 4: Conmutación de puntos neutros artificiales

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