sistemas puesta a tierra

1. Portafolio de Sistemas de puesta a tierra
Joselyn Adriana Carmona Aldana
Conexion a tierra del neutro de Generadores
se trata la necesidad de la conexión a tierra de los neutros de los generadores mediante una
forma de impedancia para conseguir las siguientes ventajas:
 Limitación de esfuerzos excesivos en los devanados de la máquina al presentarse un
defecto a tierra.
 Eliminación de sobretensiones transitorias causadas por perturbaciones durante las
maniobras y el cebado del arco eléctrico.
 Posibilitar la operación selectiva de los relés de defecto a tierra.
 Permitir la aplicación de limitadores de sobretensión de capacidad nominal reducida.
 Limitar a valores aceptables la corriente a tierra en el punto en que se produce el defecto.
Por estas razones, los métodos que se utilizan con mayor frecuencia en la conexión del neutro del
generador a tierra son:
1. Por medio de una Reactancia
2. Por resistencia de bajo valor
3. Por medio de un transformador de distribución con resistencia en su secundario
¿Cómo y dónde conectar los neutros de los generadores a tierra?
Como se ha indicado anteriormente, es necesario tomar determinadas precauciones en la puesta a
tierra del neutro de los generadores. El arrollamiento de estos no debe estar sujeto a corrientes a
corrientes de cortocircuito superiores a las producidas por un cortocircuito trifásico en sus
terminales. La impedancia de la mayor parte de los generadores para un cortocircuito a tierra es
menor que cuando el cortocircuito es trifásico, por ello, en general, para cumplir con la condición
anterior, si el neutro se pone a tierra, no deberá hacerse directamente, sino a través de una
impedancia. A pesar de esto, al sufrir los generadores algunos tipos de cortocircuito interno,
puede resultar puenteada la impedancia colocada en el neutro, produciéndose corrientes
superiores a las existentes en caso de cortocircuito trifásico.
Cuando son más de uno los generadores unidos a las mismas barras, se presenta la cuestión de ver
si se ha de conectar a tierra el neutro de uno o varios de estos generadores.
Figura 1

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Figura 2
Si se pone a tierra el neutro de uno solo de los generadores, como se observa en la figura 1, la
puesta fuera de servicio de este generador deja aislado de tierra el neutro del sistema, además el
alternador con neutro aislado puede no estar bien protegido contra sobretensiones originadas por
el funcionamiento de su propio interruptor. Lo más conveniente es instalar una barra a la que se
conecten todos los neutros a través de interruptores apropiados para que la puesta a tierra del
neutro sea independiente del generador que esté en servicio, según se muestra en la figura 2, o
unir a tierra el neutro de cada alternador, como se observa en la figura 3. La disposición de la
figura 2, es más cara y de mayor complicación que la solución de la figura 3, por lo cual se prefiere
frecuentemente esta última. Por otra parte, la necesidad de limitar la corriente a tierra, pero de
forma que su valor sea adecuado para el funcionamiento de los relés, puede hacer que sea
preferible el empleo de una impedancia común para todos los generadores
Figura 3
Se emplean también en algunos casos interruptores automáticos colocados en el neutro,
funcionando en combinación con los relés de protección diferencial, ya que un cortocircuito
interno a tierra en el generador, puede ser eliminado por la apertura de la conexión del neutro a
tierra antes que desaparezca la excitación del generador. Si el interruptor del neutro es unipolar,
al abrirse queda el neutro de la máquina aislado de tierra, y las sobretensiones transitorias
inherentes al corte de la avería ya existente, pueden dar lugar a una segunda avería producida
entre fases, aumentándose la extensión de la primera. Según esto, parece preferible que el
interruptor del neutro sea tripolar, e instalado de forma que al funcionar separe las fases y aisle el
neutro de la máquina a tierra.
En los casos que se tenga un solo generador con el neutro conectado a tierra, como se indica en la
figura 4, el interruptor en el neutro es inadmisible, porque al desconectar el sistema queda con el

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neutro aislado, produciéndose grandes sobretensiones a no ser que el interruptor de neutro abra
con algún retraso, permitiendo que el interruptor en los terminales de la máquina abra en primer
lugar. Cuando dos o más neutros están unidos a tierra, como en la figura 5, es admisible colocar
interruptores automáticos en ellos, ya que es muy pequeña la posibilidad de quedar aislado el
neutro del sistema.
Figura 4
Figura 5
Cuando los generadores están conectados directamente a los transformadores, como se indica en
las figuras 6 y 7, el neutro del generador se conecta algunas veces a tierra a través de un
transformador monofásico de tensión, en cuyo secundario se conecta un relé de tensión
apropiado para indicar la existencia de un cortocircuito, o desconectar el interruptor de alta
tensión. Es de gran interés, poner fuera de servicio, lo más rápidamente posible, la máquina
averiada para eliminar la posibilidad de una segunda avería. Esta disposición es conveniente
cuando no hay interruptor en el lado de baja tensión, como en la figura 6. La de la figura 7, con
interruptor en el lado de baja, es en general inadmisible, ya que pueden producirse grandes
sobretensiones transitorias durante las maniobras normales de conexión desconexión en el lado
de baja tensión, debido a la gran impedancia del dispositivo de puesta a tierra. Lo que antecede
puede aplicarse igualmente a aquellos casos en que el neutro se pone a tierra mediante un
transformador de tensión con el primario en estrella y el secundario en triángulo, conectado a los
terminales del generador, en lugar del transformador de tensión en el neutro del generador, con
tal que la resistencia de la carga en el secundario en triángulo abierto, sea suficiente para evitar la
inversión del neutro.

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Figura 6
Figura 7
La disposición de la figura 7, no presenta el peligro de sobretensiones transitorias, si la capacidad
del sistema en el lado de baja tensión del transformador de potencia es bastante baja, de forma
que el secundario del transformador de tensión colocado entre el neutro y tierra, pueda ser
cargado con una resistencia de un valor óhmico suficientemente reducido para que la corriente
que pase por dicho transformador en el caso de cortocircuito a tierra, sea igual o mayor que la
corriente de carga en el punto de cortocircuito si el neutro del generador estuviera aislado.
En los casos en que la corriente de carga sea relativamente grande, puede ser necesario emplear
en lugar de un transformador de tensión, un pequeño transformador de distribución, para tener
de este modo el valor deseado de la corriente de cortocircuito a tierra.
El conectar a tierra el neutro de una central a través de transformadores de distribución o de
puesta a tierra, tiene siempre la limitación de que el generador puede no estar bien protegido
contra las sobretensiones debidas a las maniobras de los interruptores.
Este tipo de puesta a tierra, sin embargo, frecuentemente simplifica la disposición de la central,
principalmente si de otra forma es necesario prever una barra para conectar los neutros, y esta
consideración ha compensado, al menos en ciertos casos, a todas las demás.
La práctica de poner el neutro del sistema a tierra solamente en los neutros de los
transformadores receptores o de grandes motores, debe considerarse inadmisible, debido a que la
impedancia de estos aparatos es de ordinario grande y cuando el aparato en el cual se hace la
puesta a tierra se pone fuera de servicio, puede ocurrir que quede aislado el neutro del sistema.
Cuando el neutro del sistema se ha puesto a tierra convenientemente en otros puntos, pueden ser
puestos a tierra los neutros de los transformadores receptores para tener así una protección más

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completa por medio de relés especialmente si la carga en sus secundarios está alimentada por
otros generadores, que puedan suministrar corriente en caso de cortocircuito a tierra.