By Protección de generadores gy jorgcpcl I ACKa6pR 03, 2010 | 5 pagos Protección de Generadores La frecuencia de falla en máquinas rotatorias es pequeña como resultado como el resultado de diseños modernos y adecuados materiales. De esta forma, es importante que las condiciones anormales sean reconocidas prontamente y aislar esta área rápidamente. Las máquinas rotatorias pueden ser sujetas a un numeroso tipo de condiciones anormales.
Algunas de estas condiciones pueden Fallas en los bobinados Sobrecar a Sobr ors to View nut*ge v) operación viii) Falla pérdi VIOt Des Pérdida de sincronismo os y rodamientos) rrientes de Varias de esas condiciones requerirán una desconexión automática de la máquina del sistema, corregir el problema, y reconectar la máquina. Normalmente la máquina durante la falla, permanece girando.
Cuando la falla es interna (aislamiento) la solución es la protección diferencial de corriente que dependiendo de la conexión de la máquina (estrella o triángulo) los circuitos recomendados son los siguientes: La mayor(a de los generadores tienen conexión en estrella en la conexión es DELTA la solución se muestra en la figura siguiente: protección para una falla a tierra: La alta impedancia de una falla a tierra hace más difícil de detectar las corrientes de una falla a tierra por los relés diferenciales.
Por ello normalmente se habilita un relé especial para detectar una situación como la descrita. En la figura siguiente se muestra un esquema para este caso. El ajuste bajo del pick-up del relé, la alta impedancia de los transformadores de corriente hacen difícil distinguir entre la corriente de falla y las corrientes de tercera armónicas desbalanceadas del sistema trifásico que también fluyen por el circuito del neutro. Esta tercera armónica puede ser tan alta como 0 al 15 % de la corriente máxima de salida del generador.
El esquema dispone de un filtro para la tercera armónica por medio del circuito RC. En este caso el filtro a la tercera armónica es de aproximadamente 60 % de la corriente tercera armónica. El relé SV es de sobre voltaje y permite respaldar la operación del relé de corriente para limitar el tiempo en la cual se mantiene la falla si no es despejada por el relé de corriente. El settings debiera ser ajustado de tal forma que los fusibles del transformador fundan antes que el relé de tierra opere. Fallas desbalanceadas
Los generadores no deben soportar fallas desbalanceadas porque las corrientes de secuencia negativa inducen en las partes sólidas y metales de la carcasa corrientes que producen pérdidas y recalentamiento. Estas pérdidas 12R elevan rápidamente la RI_IFS carcasa corrientes que producen pérdidas y recalentamiento. Estas pérdidas 12R elevan rápidamente la temperatura y pueden llevar a la máquina a la destrucción. La instalación de un relé de secuencia negativa puede prevenir una condición de falla.
Esto se muestra en el esquema siguiente. En el esquema el relé COQ es un equipo para limitar las orrientes de secuencia negativa con un pick-up de alrededor del 0. 6 0/1 de las corrientes de secuencia negativa y tiene taps de 3 a 5 amperes. Las normas recomiendan que si existen fallas 122 t de 40 % o más de las corrientes de falla totales, se producirían fallas en los generadores que las sufren. El siguiente esquema es recomendado para sistemas de 20. 000 KVA o mayores.
Protección de sobrecarga La protección de sobrecarga de generadores se aplica principalmente para proveer respaldo a la protección de barras o alimentadores más que a proteger la máquina directamente. Los stándares AIEE especifican que «Una máquina debe ser capaz de permanecer sin fallas durante 30 segundos para un corto circulto trifásico en sus terminales cuando está operando a sus KVA nominales y factor de potencia normal y con una sobre excitación que genera un 5 % de sobrevoltaje».
Normalmente se utilizan relés de sobrecorriente de tiempo inverso, en esquemas tradicionales. Protección de sobrevelocidad. Este es un problema de la máquina motriz, cuando el conjunto trabaja en sistemas aislador. En sistemas complejos, la velocidad está determinada por el sincronismo del sistema. 1_1fS Pérdida de excitaci complejos, la velocidad está determinada por el sincronismo del sistema. pérdida de excitación. La sobre excitación si es un problema del generador pues puede producir inestabilidades en cualquiera de los casos.
Es muy importante mantener el generador en la línea suministrando los Kw programados, si en particular la máquina representa una parte importante de la potencia del sistema. En general, la protección de campo de excitación se diseña para cumplir los siguientes objetivos: Alertar al operador de una pérdida o baja excitación o cual puede resultar en daño a la máquina o resultar en una inestabilidad del sistema. Alertar al operador lo más rápidamente posible en el evento de perdida de campo tal que el operador pueda corregir a time esta condición.
Tripear la máquina automáticamente en el evento de prevenir daños e inestabilidades al sistema. En el diagrama siguiente, se muestra las posibles condiciones de operación de un generador: El relé HLF contiene una unidad direccional, un detector de nivel de impedancia y un relé instantáneo de bajo voltaje. La operación puede ser explicada transfiriendo la figura 4. en un diagrama R-X tal como se muestra en la figura 4. 10 anterior. La unidad direccional cierra sus contactos cuando fluye una potencia reactiva hacia la máquina.
El detector de nivel de impedancia cierra sus contactos cuando la impedancia de la máquina vista desde el ter or que determinado valor. 406 S Cuando se pierde la excit impedancia de la máquina vista desde el terminal es menor que determinado valor. Cuando se pierde la excitación, el fasor de impedancia cae dentro del círculo de operación. Las operaciones de las unidades generan una señal de alarma para el operador. Esto puede ser utilizado para tripear el sistema si se desea. La unidad de bajo voltaje cuando opera tripeará la máquina.
Protección contra motoreo del generador. El motoreo es causado por una falla de la máquina motriz del generador y trae como consecuencia una inversión de la potencia, la cual será detectada por una de las protecciones ya analizadas. Como una referencia se tiene que la potencia inversa necesaria para motorear un generador será la siguiente (Referencia de la GE) : – Turbinas de condensación 3% de potencia de placa en KW Máquinas diesel 25 % de potencia de placa Turbinas hidráulicas 0. 2 a 2+% de potencia de placa.
En todas las situaciones de monitoreo que se ven sometidos los generadores, se detectan primeramente por medio de relés de potencia inversa ya analizados. En particular la GE de USA recomienda el siguiente esquema para limitar los efectos de esta situación. l_[pic]a p[pic]rotección d[pic]e s[pic]obrecarga d[pic]e g[pic]eneradores s[pic]e a[pic]plica p[pic]rincipalmente p[pic]ara p[pic]roveer r[pic]espaldo a l[pic]a p[pic]roteccián d[pic]e o a[pic]lmentadores m[pic]ás q[pic]ue a p[pic]roteger a[pic]l t[pic]exto » SÜFS
