Protecciones Electricas SIMBOLOS

8/14/2019 Protecciones Electricas SIMBOLOS

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INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.

BECKWITH ELECTRIC

PROTECCIONES

ELECTRICAS DE

GENERADOR




BECKWITH ELECTRIC




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.1 Elemento Maestro

2 Relevador de Cierre (On-Delay).

3 Rele de Verificacion o de Interbloqueo.

4 Contactor Maestro

5 Dispositivo de Parada.6 Interruptor Automatico de Arranque.

7 Interruptor Automatico de Anodo.8 Disp. Desconectador de la fuente de Control.

9 Dispositivo Inversor.

10 Selector de Secuencia.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.11 RESERVADO PARA USO FUTURO.

12 Dispositivo de Sobre – Velocidad.

13 Dispositivo de Velocidad Sincrona.

14 Dispositivo de Baja – Velocidad.

15 Dispositivo Igualador de Vel. o Frec.16 RESERVADO PARA USO FUTURO.

17 Switch Derivador o Descarga.18 Dispositivo de Aceleracion o Desaceleracion

19 Contactor de Transicion Arranque - Marcha.

20 Valvula Operada Electricamente.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.21 Relevador de Distancia.

22 Interruptor Igualador.

23 Dispositivo de Control de Temperatura.

24 RESERVADO PARA USO FUTURO.

25 Dispositivo Verificador de Sincronismo.26 Dispositivo Termico de Aparatos.

27 Relevador de Bajo – Voltaje.28 Detector de Flama.

29 Contactor de Aislamiento (Separador).

30 Relevador Anunciador.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.31 Dispositivo de Excitación Independiente..

32 Relevador de Potencia Direccional.

33 Switch de Posicion.

34 Dispositivo Maestro de Secuencia.

35 Slip – Ring Short – Circuiting.36 Equipo de Polaridad o Polarizacion de Voltaje.

37 Relevador de Baja-Corriente o Baja- Potencia.38 Dispositivo de Proteccion de Chumaceras.

39 Monitor de Condicion Mecanica.

40 Relevador De Campo.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.41 Interruptor de Campo.

42 Interruptor de Marcha.

43 Dispositivo Manual de Transferencia o Selector.

44 Relevador de Arranque de Secuencia de Unidad.

45 Monitor de Condicion Atmosferica.46 Rel. Secuencia Neg. de Corriente (Desbalance ).

47 Rel. de Secuencia de Fases (Voltaje).48 Relevador de Secuencia Incompleta.

49 Relevador Termico (Maquina o Transformador).

50 Relevador de Sobrecorriente Instantaneo.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.51 Relevador de Sobrecorriente Temporizado AC.

52 Interruptor de AC.

53 Rele de Excitatriz o Generador de DC.

54 RESERVADO PARA USO FUTURO.

55 Relevador de Factor de Potencia.56 Rele de Conexión de Campo.

57 Dispositivo de Cortocircuito o Aterrizamiento.58 Relevador de Falla de Rectificador.

59 Relevador de Alto – Voltaje.

60 Relevador de Balance de Voltaje.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.61 Relevador de Balance de Corriente.

62 Rele de Apertura (Off - Delay).

63 Relevador de Presion. (Buchholz)

64 Relevador de Proteccion a Tierra.

65 Gobernador.66 Dispositivo de Escalonamiento (Cont. De Op.).

67 Relevador Direccional de Sobrecorriente AC.68 Relevador de Bloqueo.

69 Dispositivo Permisivo de Control.

70 Reostato Accionado Electricamente.




BECKWITH ELECTRIC

No. FUNCION.71 Switch de Nivel.

72 Interruptor de DC.

73 Contactor para Resistencia de Carga.

74 Rele de Alarma.

75 Mecanismo Cambiador de Posicion.76 Relevador de Sobrecorriente DC.

77 Transmisor de Pulsos.78 Relevador Fuera de Paso o Med. Angulo de Fase.

79 Relevador de Recierre AC.

80 Switch de Flujo.




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No. FUNCION.81 Relevador de Frecuencia.

82 Relevador de Recierre DC.

83 Rele Aut. de Control Selectivo o Transferencia.

84 Mecanismo de Apertura.

85 Relevador Receptor de Carrier (hilo piloto).86 Relevador de Bloqueo Sostenido.

87 Relevador de Proteccion Diferencial.88 Motor o Grupo Motor - Generador Auxiliar.

89 Switch de Linea (Cuchillas).

90 Dispositivo Regulador.




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No. FUNCION.91 Relevador Direccional de Voltaje.

92 Relevador Direccional de Voltaje y Potencia.93 Contactor Cambiador del Campo.

94 Rele Disparador o Disparo Libre.

95Usados solo en aplicaciones especiales, donde

ninguno de los numeros anteriormente asignados1-94 son adecuados.

96

9798

99




BECKWITH ELECTRIC

21

V I

IA B

ZL




BECKWITH ELECTRIC

21

Vf If

IfA B

ZL

Zf (ZL*n)

F

FF I

V Z = nZZ LF =




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El valor numerico de la relacion V a I, se muestra comouna longuitud de un radio vector, tal como Z, y elangulo de fase entre V e I (Angulo de Impedancia),determina la posicion del vector:

Ya que el funcionamiento del relevador de impedanciaes practica o realmente independiente del angulo de

fase entre V e I, la caracteristica de funcionamientoes un circulo con el centro en el origen.

ϕ∠φ∠=θ∠

IV Z




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Una forma util de mostrar la caracteristica defuncionamiento del relevador de distancia(Impedancia), es por medio del diagrama de

Impedancia o plano R-X.

R

X

-X

-R

DisparoAngulo deImpedancia

Impedancia

Caracteristica




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RELEVADORES MHO.

Un relevador MHO (o de Admitancia) es una medicion

de distancia, la cual es inherentemente Direccional.La caracteristica del relevador, es un circulo que pasa

por el origen, y cuyo centro se encuentra ubicadosobre la linea de impedancia caracteristica.

El relevador opera para culaquier impedancia de falla

que se encuentre dentro del circulo.

El nombre de relevador MHO, se debe a que su

caracteristica es una linea recta, cuando se dibuja enlos ejes G y B (Conductacia y Susceptancia).




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Angulo de Impedancia

Impedancia de Falla

Caracteristica Mho

R

X

D G d




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RELEVADO MHO FUERA DE POSICION.

Este tipo de relevador es un relevador MHO

convencional, con la unica diferencia que el puededetectar fallas a corta distancia detrás de el mismo.

R

X

Angulo de Impedancia

Impedancia de Falla

Caracteristica Mho

NDU TR GR M d C V




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La protección de distancia aplicada en generadores,funciona como una proteccion de respaldo paradetectar fallas en el sistema que aun no han sidoadecuadamente aisladas por los relés de protecciónprimaria, requiriendo el disparo del generador.

La protección de respaldo de fase se proporcionanormalmente por dos tipos de relés: sobrecorriente ydistancia.

La protección de respaldo para fallas de fase tambiénproporciona protección de respaldo para el generador yel transformador elevador antes de que el generadorsea sincronizado al sistema.



INDUSTRIA SIGRAMA S A d C V




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Zona 2 = El menor de los siguientes 3 criterios:A. 120% de la linea mas larga (con In-Feed). Si la

unidad esta conectada a un arreglo de interruptor,este sera el largo de la linea adyacente.

B. 50% al 66.7% de la impedancia de carga (200% al

150% hasta la curva de capacidad del generador) alAngulo de Factor de Potencia Nominal (RPFA).

C. 80% al 90% de la impedancia de carga (125% a 111%hasta la curva de capacidad del generador) alMaximo Angulo de Torque (MTA).

Tiempo: 60 Ciclos. (Zona-2 < 2Z maxload @ RPF).





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Transformadorde UNIDAD.

TC´s TP´s

52-G

TP´s

52-U

TC´s

21





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24- V/HZ SOBRE-EXCITACION.Las normas ANSI/IEEE establecen que los

generadores deben operar exitosamente a kVAnominales para niveles de tensión y frecuencia dentrode límites especificados.

Las desviaciones en frecuencia y tensión fuera deestos límites pueden causar esfuerzos térmicos y

dieléctricos que pueden causar daño en segundos.Los relés de sobreexcitación, o V/Hz, son usados paraproteger a los generadores y transformadores de los

niveles excesivos de densidad de flujo magnético.





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Los altos niveles de densidad de flujo son causados poruna sobreexcitación del generador.

A estos altos niveles, las trayectorias del hierromagnético diseñadas para llevar el flujo normal sesaturan, y el flujo comienza a fluir en trayectorias de

dispersión no diseñadas para llevarlo.El daño debido a la operación con V/Hz excesivosocurre más frecuentemente cuando la unidad estáfuera de línea, antes de la sincronización.





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Para la protección de V/Hz, existen doscaracterísticas generales de relevadores usados:

Tiempo Definido. Tiempo Inverso.





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T I

E M P O

( M i n )

V/Hz (%)

TIEMPO DEFINIDO

DISPARO




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Relevador con 1 Elemento:

PU = 110%.

Tiempo = 6 s (Alarma y Dispara en 6 segundos)

Relevador con 2 Elementos:

1 Elemento: PU = 110%.

Tiempo: 45< t < 60 s. (Alarma y Dispara).

2 Elemento: PU = 118% - 120%.

Tiempo: 2 a 6 Segundos.





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TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

24

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25- VERIFICADOR DE SINCRONISMO.Una sincronizacion inapropiada de un generador al

sistema, puede resultar en daño al transformadorelevador y a cualquier tipo de unidad de generacion.

El daño provocado podria ser: Deslizamiento de Coples.

Incremento en la vibracion de la Flecha. Cambio en el Alineamiento de los .

Fatiga en la Flecha y otras partes Mecanicas.





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Para evitar daño al generador durante lasincronizacion, el fabricante del generador proporcionalimites de sincronizacion, en cuanto al angulo de cierredel interruptor y ventana (diferencia) de voltaje.

Los limites tipicos son:

Angulo de Cierre del Interruptor: Entre ±10 °.

Ventana de Voltaje: 0 hasta 5%.

Diferencia de Frecuencia: Menor que 0.067 Hz.





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Idealmente, el cierre del interruptor debera sercuando el angulo del fase entre el generador y elsistema sea cero.

Para lograr esto, el cierre del interruptor debera serenviado antes, para que los angulos de fase coincidan al

momento en que se cumpla el tiempo de cierre delinterruptor.

La diferencia de voltaje debera ser minimizada y noexceder el 5%. Esto ayuda a mantener la estabilidaddel sistema previniendo el flujo de potencia (VARS) alsistema.





BECKWITH ELECTRIC

Adicionalmente, si el voltaje del generador esexcesivamente menor al del sistema al momento decierre del interruptor, el ajuste sensible del relevadorde potencia inversa debera dispararlo.

La diferencia de frecuencia debera ser minimizada en

la practica por el control del motor primario (dentrode sus limitaciones de respuesta).

Una gran diferencia de frecuencias causa una rapidacarga del generador, o una excesiva motorizacion de lamaquina.





BECKWITH ELECTRIC

Lo anterior se manifiesta en una oscilacion de potenciaen el sistema, y torques mecanicos en la maquina.

Adicionalmente, si la maquina (generador) esmotorizada , el ajuste sensible del relevador depotencia inversa debera disparar al interruptor.

Los limites de deslizamiento de frecuencia aplicados aciertos tipos de maquinas, se basan en lo siguiente:

La Robustez de la Turbina.

La Controlabilidad de la Turbina.

La Capacidad (MVA).





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Angulo de Cierre de Interruptor: ± 10°.

Ventana de Voltaje: 0 hasta +5%.

Diferencia de Frecuencia < 0.067 Hz.




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27- BAJO VOLTAJE.Los generadores estan diseñados para trabajar

continuamente con un 95% del voltaje nominal,mientras entrega potencia nominal a frecuencianominal.

Un generador operando con voltaje en terminalesmenor que el 95%, puede causar efectos indeseables

como una reducion en el limite de estabilidad, unaimportacion excesiva de potencia reactiva de la red ala cual esta conectado, y una mala operacion de losequipos y dispositivos sensibles a voltaje.





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Relevadores Instantaneos y Caracteristica T.I.PU : 90%Vn;

Tiempo = 9.0 seg. al 90% del Ajuste de PU.Instantaneo : 80% Vn.

Relevadores con Caracteristica T.D. y 2 Elementos:Alarma PU : 90%Vn.

Tiempo: 10< t < 15 Segundos

Trip PU : 80% Vn;

Tiempo: 2 Segundos.





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TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

27





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27TN- BAJO VOLTAJE 3ª ARMONICOEN EL NEUTRO.

La funcion 27TN proporciona proteccion para fallas atierra en el estator cercanas al neutro, en generadorescon puesta a tierra de alta impedancia.

Cuando se usa en conjunto con la funcion 59N, seproporciona una proteccion del 100% del estator para

fallas a tierra.Las componentes de tensión de 3ª Armónica estánpresentes en las terminales de casi todas las máquinasen diferentes grados.




BECKWITH ELECTRIC

FALLA EN TERMINALES

TERMINALES

NEUTRO

+V (3 Armonica)

-V (3 Armonica)

PLENA CARGA

EN VACIO





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FALLA EN NEUTRO

TERMINALES

NEUTRO

+V (3 Armonica)

-V (3 Armonica)

PLENA CARGA

EN VACIO





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La Funcion 27TN utiliza el hecho de que para una fallacercana al neutro, el nivel de tensión de terceraarmónica en el neutro disminuye.

Por lo tanto, un relevador de baja tensión que opere apartir de la tensión de 3ª armónica, medida en el

extremo del neutro podría ser usado para detectar lasfallas cercanas al neutro (tipicamente del 0% hasta el15% del devanado del estator).

El nivel de tensión de tercera armónica en el neutro yterminales del generador es dependiente de lascondiciones de operación (carga) del generador.





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PU = 50% del Minimo Nivel Normal de 3ª armónica delGenerador.

Tiempo = 5 s




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32- POTENCIA INVERSA.La motorizacion del generador ocurre cuando la

energia suministrada por el motor primario se pierde,mientras el generador esta en linea.

Cuando esto ocurre, el generador se convierte enmotor sincrono, y mueve al motor primario.

Los riesgos que se presentan durante la motorizacion

del generador, son principalmente con el motorprimario, el cual puede ser sufrir daño durante estacondicion.





BECKWITH ELECTRIC

La motorizacion causa condiciones indeseables:

En Turbinas de Vapor produce sobrecalentamiento

en los alabes. En Turbinas Hidraulicas se presenta el fenomenode Cavitacion (puede operar como Condensador Sinc.).

En Turbinas de Gas puede existir problemas con elengranaje (Turbina – Generador).

En los motores diesel existe peligro de incendio oexplosión debido al combustible no quemado.





BECKWITH ELECTRIC

Condiciones de motorizacion intensionales pueden serpermitidas en turbinas de gas e hidros, para acelerarel rotor durante el proceso de arranque, y operación en

modo bomba de almacenamiento (Pump/Storage).

Desde el punto de vista del sistema, la motorizacion se

define como el flujo de potencia real hacia elgenerador, que actua como motor.

Si el interruptor de campo permanece cerrado, elgenerador puede permancer en fase con el sistema yfuncionar como motor sincrono. Por el contrarioactuara como un motor de Induccion.





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FLUJO DE POTENCIA REAL.

(+) SIS.(-) GEN.DISPARO





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Los ajusten deben respetar los siguientes limites:

Gas : 50% Potencia Nominal.

Tiempo: < 60 seg.Diesel : 25% Potencia Nominla.

Tiempo: < 60 seg.Turbinas Hidraulicas: 0.2% - 2% Potencia Nominal.

Tiempo: < 60 seg.Turbina de Vapor: 0.5% - 3% Potencia Nominal.

Tiempo: < 30 seg.





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TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

32





BECKWITH ELECTRIC

40- PERDIDA DE CAMPO.La pérdida parcial o total del campo en un generador

sincrono, es perjudicial para el generador, y para elsistema de potencia al cual está conectado.

Esta condición debe ser detectada rápidamente y elgenerador debe ser aislado del sistema.

Si esta condición no es detectada, puede tener un

impacto devastador sobre el sistema de potencia,causando una pérdida del soporte de potencia reactiva y creando una toma sustancial de la misma.




INDUS I SIG M S. de .V.

BECKWITH ELECTRIC

En generadores grandes esta condición puedecontribuir o incluso provocar, un colapso de tensión enuna gran area del sistema.

Si el sistema de excitación se pierde o es reducido, elgenerador absorvera VARS del sistema, en lugar de

suministrar y operara en la región de subexcitación.Si ocurre una pérdida total del campo y el sistemapuede suministrar suficiente potencia reactiva sin unagran caída de tensión terminal, el generador puedeoperar como un generador de inducción; si no es así, seperderá el sincronismo.



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R

-X

-R

X2

OFFSET dX′

=

(Ajuste)Z1)(X. d11

(Ajuste)Z2




BECKWITH ELECTRIC

Dicho relevador es alimentado con tensiones ycorrientes tomadas de los bornes del generador.

Cuando se pierde la excitación, la impedancia medidaen bornes del generador sigue una trayectoria desdeun punto localizado en el primer cuadrante (condición

normal de operación) a una región del cuarto cuadrantela cual se alcanza solamente cuando la excitación se haperdido.

Al operar la protección se da orden de apertura alinterruptor de campo y se desconecta el generador delsistema, antes que el generador o el sistema resultendañados.



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Elemento 1:Offset: X'd/2.

Diametro: 1.0 pu.

Tiempo: 0.1 seg.

Elemento 2:

Offset: X'd/2,

Diametro: Xd.

Tiempo: 0.5 a 0.6 seg.




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TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

40




BECKWITH ELECTRIC

46- SECUENCIA NEGATIVAExisten numerosas condiciones del sistema que pueden

causar corrientes trifásicas desbalanceadas en ungenerador.

Estas condiciones del sistema producen componentesde corriente de secuencia de fase negativa la cualinduce una corriente de doble frecuencia en la

superficie del rotor.Estas corrientes en el rotor pueden causar altas ydañinas temperaturas en muy corto tiempo.



BECKWITH ELECTRIC

La condición de conductor abierto produce bajosniveles de corriente de secuencia negativa relativa alos niveles producidos por las fallas fase-fase o fase a

tierra.

El calentamiento por secuencia negativa en

generadores sincrónicos es un proceso bien definido elcual produce límites específicos para operacióndesbalanceada.

El método de proteccion para un desbalance fuedesarrollado basado en el concepto de limitar latemperatura a las componentes del rotor abajo del

nivel de daño.




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El límite está basado en la siguiente ecuación:

K = Constante (diseño y capacidad) del generador.

t = Tiempo en segundos.

I2 = Corriente de secuencia negativa (PU).

t)(IK 2 2 =



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Permisible

Generador de Polos Salientes: 40.

Condensador Sincrono: 30.

Rotor Cilindrico Indirectamente Enfriado: 30.

Directamente Enfriado: 10.

t)(IK 2 2

=




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TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

46




BECKWITH ELECTRIC

49- PROTECCION TERMICA (ESTATOR).Se proveen diversos tipos de proteccion termica del

estator y su devanado, para diferentes situaciones:

Sobrecarga del Generador.

Falla del Sistema de Enfriamiento.

Localizacion de puntos calientes en las laminaciones

debidos a la falla del aislamiento.En este curso solo se tomara en cuenta la primeraopcion (sobrecarga).




BECKWITH ELECTRIC

La capacidad de salida de un generador se expresa enterminos de KVA, disponibles en las terminales delgenerador, a una frecuencia, voltaje y factor de

potencia especificos.

Para generadores enfriados con hidrogeno, la potencia

nominal de salida es dada (expresada) en terminos dela maxima y a menores presiones de hidrogeno.

Para generadores con turbina de combustion, estacapacidad se da en terminos de la temperatura del airede entrada, en el rango de 20° hasta 50°.




BECKWITH ELECTRIC

En general, los generadores pueden operar sin ningunproblema, ha potencia, frecuencia y factor depotencia nominales, para una variacion de ± 5% de su

voltaje nominal.

Bajo condiciones de emergencia, es posible exceder la

capacidad de potencia nominal del generador, portiempos cortos

De acuerdo con la norma IEEE C50.13-2005, lacapacidad termica del embobinado de la armadura portiempo corto es la siguiente:




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Donde el 100% de corriente, es la corriente nominal a

la maxima presion de hidrogeno.

En algunos casos, la proteccion termica por sobrecarga

es realizada por un relevador de sobrecorriente, queesta coordinado con la curva de capacidad de tiempocorto (IEE C50.13-2005).

Tiempo (seg) 10 30 60 120

Corriente de Armadura ( % ). 218 150 127 115




BECKWITH ELECTRIC

El relevador cuenta con un elemento instantaneo, y unelemento de T.I. que cuenta con una caracteristicaextremadamente Inversa.

Una alarma de sobrecarga es deseable ya que le dariala oportunidad al operador de bajar carga en forma

ordenada.Esta alarma no debe actuar para fallas externas, ydebe estar coordinada con la proteccion de sobrecarga

del generador, si esta esta disponible.



BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

49




BECKWITH ELECTRIC

50/50N- SOBRECORRIENTE INSTANTANEA(FASE y NEUTRO).

Estas funciones proporcionan próteccion rapida(inmediata) contra fallas de alta corriente, para fase yneutro respectivamente.

Los ajustes para dichas funciones deberan ser talesque no operen para fallas fuera de su zona de

proteccion primaria.




BECKWITH ELECTRIC

Para proveer proteccion fuera de linea, uno de loselementos debera ser supervisado por un contacto “b”del interruptor, este elemento permanecera bloqueado

cuando el interruptor este cerrado.

Esto permitira un ajuste mucho mas sensible a este

elemento, por debajo de la corriente de carga.



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TC TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

Baja Impedanciade

Aterrizamiento.

50N




BECKWITH ELECTRIC


TC TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

Baja Impedanciade

Aterrizamiento.

50N

TC

Baja Impedanciade

Aterrizamiento.

50N




BECKWITH ELECTRIC

50BF- FALLA DE INTERRUPTOR.Un esquema de falla de interruptor necesita ser

iniciado cuando los relés de protección del sistemaoperan para disparar al interruptor del generador,pero el interruptor falla al operar.

La protección de falla de interruptor debe ser losuficientemente rápida para mantener la estabilidad,

pero no tan rápida que comprometa la seguridad deldisparo.

Esto es particularmente importante sobre líneas de

transmisión grandes donde la estabilidad es crítica.




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5

TRIP




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5

TRIP




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5

FALLA




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5

FALLA

RESPALDO




BECKWITH ELECTRIC

G1

2G2

A B

C4 6

1 3 5

FALLA




BECKWITH ELECTRIC

Tiempo de Liberacion por Interruptores Locales

Liberacion Normal

Tiempo de Liberacion por Interruptores Remotos (Si se usa).

FALLA.

TRIP T. APERTURA

BFI

R. AUX.

TIME DELAY

50

RST MARGEN

T. APERTURA

INT. LOCALES

86BFR. AUX

TRIPTRANF.

T. APERTURAINT. REMOTOS

LIBERACIONINT. FALLADO.




BECKWITH ELECTRIC

Otras de las fallas de interruptor que pueden ocurrir ydañar al generador es un arqueo en un interruptorabierto a través de los contactos de uno o más polos

del interruptor para energizar al generador.

El arqueo del interruptor es más probable que ocurra

justo antes de la sincronización o justo después de queel generador es removido de servicio, cuando la tensióna través de los contactos del interruptor del

generador llega a ser hasta dos veces el normal, segúnel deslizamiento del generador en frecuencia conrespecto al sistema.




BECKWITH ELECTRIC

A

B

C

a

b

c

GENERADOR TRANSFORMADORBREAKER

A B C

SISTEMA




BECKWITH ELECTRIC

A

B

C

a

b

c

GENERADOR TRANSFORMADORBREAKER

A B C

SISTEMA

I

b c




BECKWITH ELECTRIC

Un método usado para hacer la detección de un arqueode interruptor utiliza un relé de sobrecorrienteinstantáneo (50N) conectado al neutro del

transformador elevador.

Cuando el interruptor del generador esta abierto y uno

o dos polos del interruptor arquean, la corrienteresultante en el neutro del transformador esdetectada por el relé 50N.




BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU

N. Ini. Enable.Out Enable.In Enable.

AND OR

AND TIME

DELAY

OUT´s



BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU


AND OR

AND TIME

DELAY

OUT´s

LOGICA

01

Disparo de Int.

Si no abre interruptor ytermina el Delay, se

activan las salidas.



BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU


AND OR

AND TIME

DELAY

OUT´s

LOGICA

01

Disparo de Int.

Si el interruptor abre,antes de que pase eldelay, se desactiva esta

ruta.



BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU


AND OR LOGICA

01

OUT´sAND TIME

DELAY

Interruptor Abierto.

Si esta condicion nodesaparece antes deque termine el Delay, se

activaran las salidas.




BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU


AND OR LOGICA

01

OUT´sAND TIME

DELAY

Interruptor Abierto.

Se activan los disparospara los interruptoresde respaldo.

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.PROCESO DE SINCRONIZACION



BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU


AND OR

AND TIME

DELAY

OUT´s

LOGICA

01

PROCESO DE SINCRONIZACION.

En estas condiciones silos elementos 50BF-Ph

y 50BF-N se activan.



INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.PROCESO DE SINCRONIZACION



BECKWITH ELECTRIC

AND OR

NOT

50BF-PhI > PU

IN1 52-bOpen = 1

Close = 0

Ph. Ini. Enable.

50BF-NI > PU


AND OR

AND TIME

DELAY

OUT´s

LOGICA

01

PROCESO DE SINCRONIZACION.

Se activan los disparospara los interruptoresde respaldo.




BECKWITH ELECTRIC

50 PU = Debera ser mas sensible que el mas bajo nivelde corriente, presente cuando ocurra una falla queinvolucre corrientes.

Tiempo = Debera ser mayor a:

(T. Apertura) + (Dropout 50) + (Margen de Seguridad)




BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

50BF




BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

50BF TC




BECKWITH ELECTRIC

50DT- SOBRECORRIENTE DE TIEMPO DEF.

Esta funcion provee proteccion para fallas internas y/o

externas en el generador, que provocan corrientesaltas con respuesta de tiempo definido.

Esta funcion tambien puede ser utilizada para

proteccion diferencial de fase partida.




BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

50DT




BECKWITH ELECTRIC

50/27- ENERGIZACION INADVERTIDA.Cuando un generador es energizado mientras esta

fuera de línea en torna flecha, o rodando hacia el paro,se convierte en un motor de inducción y puede serdañado en unos pocos segundos.

También puede ocurrir daño en la turbina.

Un número significante de máquinas grandes han sido

severamente dañadas y, en algunos casos, totalmentedestruidas.




BECKWITH ELECTRIC

Errores de operación, arqueos de contactos delinterruptor, mal funcionamiento del circuito de controlo una combinación de estas causas han dado como

resultado que el generador llegue a ser energizadoaccidentalmente mientras está fuera de línea.

Los errores de operación se han incrementado en laindustria porque las centrales generadoras de altatensión han llegado a ser más complejas con el uso de

configuraciones de interruptor y medio y bus en anillo.




BECKWITH ELECTRIC

GEN.

A

B

TRAFOUNIDAD

TRAFOAUXILIAR

BUS DE AUXILIARES

S1

C

INTERRUPTOR Y MEDIO



BECKWITH ELECTRIC

Estos diseños de subestaciones proporcionansuficiente flexibilidad para permitir que un interruptorde generador de alta tensión (A ó B) sea sacado de

servicio sin también requerir que la unidad searemovida de servicio.

Cuando la unidad está fuera de línea, los interruptoresdel generador (A y B) son regresados a servicio comointerruptores de bus para completar una fila en unasubestación de interruptor y medio o completar un busen anillo.




BECKWITH ELECTRIC

Esto da como resultado que el generador sólo estáaislado del sistema únicamente a través de una cuchilladesconectadora de alta tensión (S1).

Otra trayectoria para la energización inadvertida deun generador, es a través del sistema de auxiliares de

la unidad por el cierre accidental del interruptor deltransformador auxiliar (C).

Debido a la mayor impedancia en esta trayectoria, las

corrientes y el daño resultante son mucho menores quelos experimentados por el generador cuando esenergizado desde el sistema de potencia.




BECKWITH ELECTRIC

Cuando un generador es energizado inadvertidamente,con tensión trifásica (motor de Induccion), lacorriente del estator induce corrientes de grandes

magnitudes en el rotor, causándole rápidocalentamiento térmico.

Esta corriente del rotor es inicialmente a 60 Hz, perodisminuye su frecuencia según se incrementa lavelocidad del rotor debido a su funcion como motor.

La tensión y la corriente en terminales de la máquinadurante este periodo será una función de la impedanciadel generador, el transformador elevador y del

sistema.




BECKWITH ELECTRIC

Si el generador está conectado a un sistema fuerte,las corrientes iniciales en el estator estarán en elrango de tres a cuatro veces su capacidad y la tensión

en terminales estará en el rango de 50-70% delnominal, para valores típicos de impedancias degenerador y transformador elevador.

Cuando el generador es energizado inadvertidamentedesde su transformador auxiliar, la corriente en elestator será del rango de 0.1 a 0.2 veces su capacidaddebido a las grandes impedancias en esta trayectoria.




BECKWITH ELECTRIC

La energización monofásica del generador con latensión del sistema mientras está en reposo, provocaen el generador una corriente desbalanceada

significante.Esta corriente causa flujo de corriente de secuencia

negativa y calentamiento térmico del rotor similar alcausado por la energización trifásica.

No existirá un par de aceleración significante si la

tensión aplicada al generador es monofásica y la unidadestá esencialmente en reposo.



BECKWITH ELECTRIC

50 PU : ≤ 50% del valor de la corriente presente enel peor caso (falla que involucre corrientes massevera), y debera ser < 125% de la corriente nominal

del generador.

27 PU : 70% Vnom.

Time : 1.5 seg.




BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

50/27



BECKWITH ELECTRIC


TC TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

Baja ImpedanciadeAterrizamiento.

51N

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.Transformadorde UNIDAD.

Baja Impedanciade



BECKWITH ELECTRIC

TC TC´s TP´s 52-G TP´s 52-UTC´s

Aterrizamiento.

51N

TC

Baja Impedanciade

Aterrizamiento.

51N




BECKWITH ELECTRIC

51V- SOBRECORRIENTE DE TIEMPOINVERSO CON C/R DE VOLTAJE.

El tipo más simple de protección de respaldo es el reléde sobrecorriente 51.

El relé 51 debe ser ajustado arriba de la corriente decarga y tener suficiente retardo de tiempo parapermitir las oscilaciones del generador.

Al mismo tiempo, debe ser ajustado lo suficientementebajo para disparar con falla de fases remota paravarias condiciones del sistema.




BECKWITH ELECTRIC

En muchos casos, el criterio de ajuste confiable nopuede cumplirse sobre un sistema real.

El ajuste de pickup de este tipo de relé deber sernormalmente de 1.5 a 2.0 veces la corriente nominalmáxima del generador para prevenir disparos en falso.

El grupo más usado de relés de respaldo desobrecorriente de fase son los relés de sobrecorrientecontrolados o restringidos por tensión (51V).

Estos relés permiten ajustes menores de la corrientede carga del generador para proporcionar mayor

sensibilidad para fallas en el sistema.




BECKWITH ELECTRIC

El relé de sobrecorriente controlado con voltajedeshabilita el disparo por sobrecorriente hasta que latensión cae por debajo del nivel ajustado.

El relé de sobrecorriente con restricción de tensióncambia el pickup de la unidad de sobrecorriente enproporción a la tensión, lo cual desensibiliza el relépara corrientes de carga mientras que incrementa lasensibilidad para fallas las cuales abaten la tensión ypermite el pickup del relé.

A continuacion se muestra esta caracteristica.


100 %



BECKWITH ELECTRIC

100 %

75 %

50 %

25 %

100 %75 %50 %25 %

VOLTAJE APLICADO ( % Vnom)

A J U S T E

D E C O R

R I E N T E A

V O L T

A J E N O M

I N A L .



BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

51V




BECKWITH ELECTRIC

59- ALTO VOLTAJE.Una condicion de sobrevoltaje puede ocurrir sin que se

excedan los limites de V/Hz del generador.En general este problema se presenta en las turbinashidraulicas, donde debido a un rechazo de carga, lavelocidad puede llegar al 200%.

Bajo esta condicion la sobreexcitacion no sera

excesiva, pero la magnitud de voltaje puede ser mayoral limite permisible de la maquina.




BECKWITH ELECTRIC

El relevador de V/Hz del generador no puede detectaruna condicion de alto voltaje, por lo que un relevadorpara esta condicion es necesario.

En general este no es un problema en turbinas de gas yvapor, debido a la rapida respuesta del sistema decontrol de velocidad y reguladores de voltaje.

La sobrevelocidad originada por pérdidas de carga odesperfectos en el regulador de tensión producen

sobretensiones.




BECKWITH ELECTRIC

Toda sobretensión asociada con una sobrevelocidadserá controlada por el regulador automático develocidad.

No obstante, en las unidades hidráulicas, el flujo deagua no puede ser interrumpido o deflectado tanrápidamente y puede originarse una sobrevelocidad.

En el caso de que la excitatriz se encuentre acopladadirectamente a la máquina, la tensión tiende a crecer

casi con el cuadrado de la velocidad.




BECKWITH ELECTRIC

El pickup debe ser ajustado arriba de la máximatensión de operación normal, el relevador puede teneruna característica de tiempo inverso o definido para

darle oportunidad al regulador de responder acondiciones transitorias antes de que ocurra eldisparo.

Adicionalmente, puede ser aplicado un elementoinstantáneo para sobretensiones muy altas.

Es importante que el relé de sobretensión tenga unarespuesta plana a la frecuencia, porque puedenpresentarse cambios de frecuencia durante el evento

de sobretensión.




BECKWITH ELECTRIC

Esto es de particular importancia en instalacioneshidroeléctricas que pueden tener límites en lavelocidad de cierre de compuertas, impuesto por la

presión hidráulica en las compuertas de las esclusas.En tales casos, estas unidades pueden sufririncrementos de velocidad del orden de 200 % duranteun rechazo total de carga, antes de que la acción delgobernador pueda tener efecto para reducir lavelocidad.



BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

59



BECKWITH ELECTRIC

Puesto que la impedancia de puesta a tierra es grandecomparada con la impedancia del generador y otrasimpedancias en el circuito, la tensión total fase-neutro

será imprimida a través del dispositivo de puesta atierra con una falla SLG en las terminales delgenerador.

La tensión en el relé es función de la relación deltransformador de distribución y del lugar de la falla.


A B C

SISTEMA



BECKWITH ELECTRIC

a b c

GENERADOR

52

A B C

A B C

59N

TRAFOGND.

TRAFOUNIDAD a b c

GENERADOR

59N

TRAFO GND.

TRAFOUNIDAD




BECKWITH ELECTRIC

a b c

GENERADOR

59N

TRAFO GND.

TRAFOUNIDADLa tensión total fase-neutro será imprimida através del dispositivo de

puesta a tierra con unafalla SLG en las terminalesdel generador.

La tensión será máximapara una falla enterminales y disminuirá enmagnitud a medida que lafalla se mueva de lasterminales del generador

hacia el neutro.




BECKWITH ELECTRIC

a b c

GENERADOR

59N

TRAFO GND.

TRAFOUNIDADTípicamente, el relé desobretensión tiene unajuste de pickup mínimo de

aproximadamente 5 Volts.Con este ajuste y con larelacion del transformadorde distribución, típicas,este esquema es capaz dedetectar fallas hasta delorden del 2-5% al neutrodel estator.



BECKWITH ELECTRIC

59N PU : 5 V.Tiempo : 5 Seg.

El ajuste de tiempo debera ser coordinado con losdemas equipos de proteccion.



BECKWITH ELECTRIC

Transformador deAterrizamiento.

Transformador

de UNIDAD.

TC TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

59N

59D




BECKWITH ELECTRIC


TC TC´s TP´s

59N

59D



BECKWITH ELECTRIC

Si se funde un fusible en los circuitos de los TPs, lastensiones secundarias aplicadas a los relés y alregulador de tensión serán reducidas en magnitud y

desplazadas en ángulo de fase.Típicamente, los esquemas de protección tales como21, 32, 40 y 51V son afectados y normalmente sonbloqueados cuando se pierde potencial.

Si los TP's que pierden potencial alimentan al

regulador, su control se debe transferir a operaciónmanual, a otro regulador o a otros TPs, lo que seaapropiado para evitar una condicion de

sobreexcitacion.




BECKWITH ELECTRIC

El método más común para proporcionar protección porpérdida de la señal de TP’s es un relevador de balancede tensiones, el cual compara la tensión secundaria

trifásica de 2 grupos de TP’s.Cuando un fusible se funde en el circuito de alguna delas fases de un grupo de TP’s, la relación de tensionessufre un desbalance y el relevador opera.

Históricamente, este relevador ha sido ajustado

alrededor del 15% de desbalance entre tensiones.




BECKWITH ELECTRIC

GEN.

TRAFO

UNIDAD60

TP´s TP´s

Relevador de

Proteccion.

Regulador de

Voltaje.



BECKWITH ELECTRIC

Para distinguir esta condición de una falla, se verificanlas corrientes de secuencia positiva y negativa.

Este tipo de detección puede ser usado cuandoúnicamente se tiene un grupo de TP’s aplicados alsistema del generador.

Este método es implementado fácilmente en sistemasde protección de generador basados enmicroprocesadores digitales.



BECKWITH ELECTRIC

+

ROTOR

GENERADOR

-

EXCITACIONDISPOSITIVOACOPLADOR

PASIVO

RELEVADOR DEPROTECCION




BECKWITH ELECTRIC

Saber cuando cuando deben ser reemplazadas oajustadas las escobillas es una informacion valiosa parael personal de mantenimiento.

El relevador proporciona monitoreo que puededetectar los mas minimos cambios en el circuito deescobilla suelta durante la operación del generador.

Analizando la señal del voltaje de retorno inyectadopor el relevador de tierra en el campo, se observa que

tan bueno es el contacto entre las escobillas y el rotordel generador (campo).

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.La siguiente figura muestra la señal de voltaje de



BECKWITH ELECTRIC

regreso. VOLTAJE ENESCOBILLA ( Vf )

TIEMPO



BECKWITH ELECTRIC

Cuando el voltaje se eleva sobre el nivel normal por untiempo conveniente, una alarma alerta al operador deque las escobillas deben ser inspeccionadas.

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.VOLTAJE EN

ESCOBILLA ( Vf )



BECKWITH ELECTRICTIEMPOPUNTO DE

MEDICION

NORMAL

ALARMA

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.VOLTAJE EN

ESCOBILLA ( Vf )



BECKWITH ELECTRICTIEMPOPUNTO DE

MEDICION

NORMAL

ALARMA

Incremento de Riso debidoal incremento de laresistencia en la Escobilla.




BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

Acoplador

M-3921

41

EXC.

Relevador

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.EXC.



BECKWITH ELECTRIC

TC´s TP´s

52-G

Acoplador

M-3921

41

Relevador




BECKWITH ELECTRIC

64F- FALLA A TIERRA EN EL CAMPO.El circuito de campo de un generador es un sistema de

C.D. no puesto a tierra.Una sola falla a tierra generalmente no afectará laoperación de un generador ni producirá efectos de

daño inmediato.

Sin embargo, la probabilidad de que una segunda falla a

tierra ocurra es mayor después de que la primera fallaa tierra ha ocurrido.




BECKWITH ELECTRIC

41

+

-





C d ti d f ll ti t



BECKWITH ELECTRIC

Cuando se tiene una segunda falla a tierra, una partedel devanado de campo estará corto circuitada,produciendo por lo tanto flujos desbalanceados en el

entre hierro de la máquina.Los flujos desbalanceados producen fuerzasmagnéticas desbalanceadas las cuales dan comoresultado vibración y daño de la máquina.

Una tierra en el campo también produce calentamiento

del hierro del rotor debido a las corrientesdesbalanceadas.


D t d l i d t i l á ti d di



BECKWITH ELECTRIC

Dentro de la industria las prácticas de disparo pararelés de tierra en el campo no están bien establecidas.

Algunas empresas disparan, mientras que otrasprefieren alarmar, arriesgando así tener una segundafalla a tierra y mayor daño.

Existen varios métodos de uso común para detectartierras en el campo del rotor.




BECKWITH ELECTRIC

41

+-

+-

64F

64F




BECKWITH ELECTRIC

41

+-

+-

64F

64F

41

+-

+-

64F

64F


Un ti n l i p nt d l mp s á l



BECKWITH ELECTRIC

Una tierra en cualquier punto del campo causará que elrelé opere.

Se usa una escobilla para aterrizar la flecha del rotorpuesto que la película de aceite de los cojinetes puedeinsertar suficiente resistencia en el circuito, de formaque el relé podría no operar para una tierra en elcampo.

Un retardo de tiempo de 1.0 – 3.0 segundos es

normalmente usado con este relé.



BECKWITH ELECTRIC

41

+-

64F

R1

R2

V


Este relevador está diseñado para superar el problema



BECKWITH ELECTRIC

Este relevador está diseñado para superar el problemausando un resistor no lineal (varistor) en serie con unade los dos resistencias (la resistencia del varistor

varía con la tensión aplicada), en el divisor de tensión.El divisor es dimensionado de tal forma que el puntociego del devanado de campo está en el punto mediodel devanado cuando la tensión del excitador está atensión nominal.

Los cambios en la tensión del excitador moverán elpunto ciego del centro del devanado de campo.


El metodo de inyeccion de baja frecuencia ha sido



BECKWITH ELECTRIC

El metodo de inyeccion de baja frecuencia, ha sidoampliamente usado en europa con gran éxito.

Una señal cuadrada de ±15, es aplicada al campoatravez de un acoplador de tierra, la señal de retornodel voltaje es modificada debido a la capacitacia deldevanado de campo.

La frecuencia de la señal es ajustada (0.1 a 1.0 Hz),para compensar la capacitacia del devanado de campo.

Comparando la señal de voltaje de entrada y salida, elrelevador calcula la resistencia del devanado de campo.




BECKWITH ELECTRIC

+

ROTOR

GENERADOR

-

EXCITACIONDISPOSITIVOACOPLADOR

PASIVO

RELEVADOR DEPROTECCION



INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.Vf

V)



BECKWITH ELECTRIC

0 20 40 60 80 100 120 140

1

2

3

4

5

6

ΩK

RESISTENCIA ROTOR A TIERRA.

V .

R E S I S T E N C I A

R O T O R A T

I E R R A

( V )




BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s

52-G

TP´s

52-U

TC´s

Acoplador

M-3921

41

EXC.

Relevador

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.EXC.

Relevador



BECKWITH ELECTRIC

TC´s TP´s

52-G

Acoplador

M-3921

41

Relevador




BECKWITH ELECTRIC




Esto es debido a que la falla en el 5% restante deld d d l t á fi i t



BECKWITH ELECTRIC

Esto es debido a que la falla en el 5% restante deldevanado, cerca del neutro, no causará suficientetensión residual de 60 Hz para operar a estos relés.

Es importante proteger todo el generador con unsistema de protección de falla a tierra adicional de talforma que se cubra el 100% del devanado.

Las componentes de tensión de 3ª Armónica estánpresentes en las terminales de casi todas las máquinas

en diferentes grados; se presentan y varían debido alas diferencias en el diseño y fabricación.



BECKWITH ELECTRIC

0% 100%

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.27 TH

5% - 10%



BECKWITH ELECTRIC

0% 100%27TN

5% - 10%



INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.Transformador de

Aterrizamiento



BECKWITH ELECTRIC

Aterrizamiento.TC

27TN

59N




Cuando ocurre una falla a tierra en el estator (encualquier parte del devanado) la corriente de 20Hz se



BECKWITH ELECTRIC

Cuando ocurre una falla a tierra en el estator (encualquier parte del devanado), la corriente de 20Hz seincrementara, esto debido a que la capacitacia sera

cortocircuitada.Este cambio en el nivel de corriente es detectado porel relevador, el cual despues de un tiempo ajustado,

envia una señal de disparo.


T f d



BECKWITH ELECTRIC



TC TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

Relevador deProteccion.

Filtro deAcoplamiento.

Generador de Baja

Frecuencia 20 Hz..

TC


Transformador deAterrizamiento Generador de BajaFrecuencia 20 Hz



BECKWITH ELECTRIC

Aterrizamiento.

TC

Relevador deProteccion.

Filtro de

Acoplamiento.

jFrecuencia 20 Hz..

TC


78- FUERA DE PASO



BECKWITH ELECTRIC

78- FUERA DE PASO.Existen muchas combinaciones de condiciones de

operación, fallas y otros disturbios que podrían causaruna condición de pérdida de sincronismo entre dospartes de un sistema de potencia o entre dos sistemasinterconectados.

Si tales eventos ocurren, los generadores asincrónicosdeben ser disparados tan pronto como sea posible para

prevenir daños al generador o antes de que seproduzca una salida mayor.


Adicionalmente a la liberación prolongada de falla,otros factores que pueden llevar a la inestabilidad son:



BECKWITH ELECTRIC

p g f ,otros factores que pueden llevar a la inestabilidad son:

Operación de generadores en región adelantada

durante periodos de carga ligera. Baja tensión del sistema.

Baja excitación de la unidad, impedancia excesivaentre la unidad y el sistema.

Operaciones de switcheo de líneas.

La condición de pérdida de sincronismo causa altascorrientes y esfuerzos en los devanados del generador

y altos niveles de pares transitorios en la flecha.




El transformador elevador de la unidad también estarásujeto a muy altas corrientes transitorias en



BECKWITH ELECTRIC

sujeto a muy altas corrientes transitorias endevanados, las cuales imponen grandes esfuerzos

mecánicos en sus devanados.La mejor forma para visualizar y detectar el fenómenode pérdida de sincronismo es analizar las variaciones

en el tiempo de la impedancia aparente como es vistaen las terminales del generador o en las terminales dealta tensión del transformador elevador.

Esta trayectoria de la impedancia aparente dependedel tipo del gobernador, del sistema de excitación dela unidad y del tipo de disturbio que inició la oscilación.




BECKWITH ELECTRIC

δ∠GE GZ °∠0ESSZLZ


I



BECKWITH ELECTRIC

δ∠G

E GZ °∠0ES

SZ

ZZZ 0E-EISLG

SG

++°∠δ∠=

I

LZ

INDUSTRIA SIGRAMA S.A de C.V.P (PU)

δ= SenEEP SGE



BECKWITH ELECTRIC

90° 180°0° 45° 135°δ

mτ

δ= Sen ZEEPT

E

SLGT ZZZZ ++=




BECKWITH ELECTRIC



BECKWITH ELECTRIC


TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

78


81- SOBRE-BAJA FRECUENCIA



BECKWITH ELECTRIC

81 SOBRE BAJA FRECUENCIA.Tanto el generador como la turbina están limitados enel grado de operación a frecuencia anormal que puedeser tolerados.

A frecuencias reducidas, se tendrá una reducción en la

capacidad del generador.

La turbina, especialmente turbinas de vapor y gas, el

funcionamiento a frecuencias bajas es más estrictoque en generador, debido a las posibles resonanciasmecánicas en las muchas etapas de los álabes de la

turbina.




La condición de baja frecuencia ocurre en un sistemade potencia como resultado de una súbita reducción en



BECKWITH ELECTRIC

pla potencia de entrada por la pérdida de generador(es)

o pérdidas de enlaces clave de importación depotencia.

Esto puede producir un decremento en la velocidad del

generador, lo que causa una disminución de lafrecuencia del sistema.




81U ALARMA:Pi k : 59 5 H



BECKWITH ELECTRIC

Pickup: 59.5 Hz.

Tiempo: 10 s81U DISPARO:

Este ajuste debera estar por debajo del ajuste delrelevador de deslastre de carga por baja frecuencia, ypor encima del limite de operacion de baja frecuencia

de la turbina.


81O ALARMAPi k p: 60 6 H



BECKWITH ELECTRIC

Pickup: 60.6 Hz.

Tiempo: 5 sec.




Por lo tanto, es muy importante minimizar el dañodebido a fallas en el estator.



BECKWITH ELECTRIC

Para agravar esta situación, la corriente de falla en un

generador fallado no se INTERRUMPE cuando elcampo del generador es disparado y el generador esseparado del sistema.

La energía almacenada en el campo continuaráalimentando corriente de falla por varios segundos.

Las unidades generadoras grandes usan protección dealta rapidez para detectar estas severas fallas en eldevanado del estator y minimizar el daño.


El uso de métodos de rápida desexcitación puede ser justificable para producir el decremento rápido de las



BECKWITH ELECTRIC

corrientes de falla.

Normalmente se usa un relé diferencial de alta rapidezpara detectar fallas trifásicas, de fase a fase y dedoble fase a tierra.

Las fallas de una fase a tierra no son normalmentedetectadas por los relés diferenciales de máquinas, amenos que su neutro esté puesto a tierra sólidamente

o con baja impedancia.




La protección diferencial de porcentaje variable esmás usada para máquinas grandes.



BECKWITH ELECTRIC

La pendiente puede variar desde 5% a 50% ó más.

Un relé de porcentaje fijo es normalmente fijado de10 a 25%.

Los transformadores de corriente usados en unesquema de relé diferencial deben tenerpreferentemente las mismas características; sin

embargo, la diferencial de porcentaje variable esgeneralmente más tolerante a errores de TCs con altascorrientes.


PU : 0.3 APendiente : 10%



BECKWITH ELECTRIC

Pendiente : 10%

Tiempo: Instantaneo.




Transformador

de UNIDAD.

TC´s TP´s52-G

TP´s52-U

TC´s

87

Protecciones Electricas SIMBOLOS

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