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29/06/2012
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MAESTRA DE INGENIERA ELCTRICA
PROTECCIN DE SISTEMAS PROTECCIN DE SISTEMAS PROTECCIN DE SISTEMAS PROTECCIN DE SISTEMAS
ELCTRICOS DE POTENCIAELCTRICOS DE POTENCIAELCTRICOS DE POTENCIAELCTRICOS DE POTENCIA
PROTECCIN DE GENERADORES
ERVIN NARANJO ASDRUBAL ARAUJO
En la proteccin de generadores
sincrnicos se consideran las
condiciones de operacin
anormales ms dainas que en la
proteccin de cualquier otro
elemento del sistema de potencia
se requiera.
El contenido de este curso
muestra la necesidad de
proporcionar tal proteccin.
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GENERADOR SINCRNICO BSICO
Un generador sincrnico
convierte energa
termomecnica disponible
en el eje de la mquina en
energa elctrica.
La potencia mecnica del
impulsor gira el eje del
generador en el cual el
campo de Corriente
Continua est instalado.
CONEXIN DE LOS GENERADORES
AL SISTEMA DE POTENCIA
PRCTICAS DE PUESTA A TIERRA
DE GENERADORES RECOMENDADAS
Dos tipos de prcticas de puesta a tierra
representan los principales mtodos usados
en la industria para aterrizar los devanados
del estator del generador.
BAJA IMPEDANCIA.
ALTA IMPEDANCIA.
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PRCTICAS DE PUESTA A TIERRA
DE GENERADORES RECOMENDADAS
Antes de comenzar a realizar la
seleccin y el ajuste del rel de
proteccin se debe requerir de la
siguiente informacin
INFORMACIN REQUERIDA
Normas o recomendaciones internacionales.
Datos de la mquina de generacin.
Factor de potencia, velocidad nominal,
velocidad mxima.
Voltaje y frecuencia nominal.
Clase de aislamiento y temperatura
incremental.
Conexin del devanado.
Mtodo de enfriamiento.
Curva de dao. (trmica-V/f)
INFORMACIN REQUERIDA
Relacin de cortocircuito.
Reactancias
Reactancia eje directo subtransitoria (Xd) Reactancia eje directo transitoria (Xd) Reactancia sincrnica (Xd)
Resistencias
Estator y rotor equivalente. Constantes de tiempo
Curva de capacidad o capabilidad
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RECOMENDACIONES PRCTICAS
ANSI/IEEE
C37.102 C37.102 C37.102 C37.102
Gua para la proteccin de generadores de
Corriente Alterna.
C37.101 C37.101 C37.101 C37.101
Gua para la proteccin de tierra del generador.
C37.106 C37.106 C37.106 C37.106
Gua para la proteccin de frecuencias
anormales para plantas de generacin.
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TIPOS DE FALLA EN LOS
GENERADORES
Los generadores pueden presentar
situaciones anormales por causas elctricas y
mecnicas. Las principales condiciones
anormales que se presentan en los
generadores son las siguientes:
TIPOS DE FALLA EN LOS
GENERADORES
Falla en los devanados.
Entre espiras.
A tierra.
Sobrecargas y sobrecorrientes.
Recalentamiento.
Prdida de excitacin.
Motorizacin.
Sobrevelocidad.
Desbalance.
ESQUEMAS DE PROTECCION
Considerando los tipos de falla que en un
generador se pueden estar presentando, la
literatura establece una serie de dispositivos
de proteccin que permiten salvaguardar al
generador ante situaciones anormales.
Estos dispositivos se encuentran definidos
por un cdigo ANSI representado por un
nmero de la proteccin.
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DISPOSITIVOS DE PROTECCIN
RECOMENDADOS
NUMERO DESCRIPCION
21 REL DE DISTANCIA (RESPALDO)
24 VOLTIOS/HERZ PARA SOBRE-EXITACIN DEL GENERADOR
27 BAJA TENSIN
32 POTENCIA INVERSA
40 PRDIDA DE CAMPO
46 DESBALANCE
49 TRMICA DEL ESTATOR
50/27 ENERGIZACIN INADVERTIDA
51GN FALLA A TIERRA (RESPALDO)
51V SOBRECORRIENTE CONTROLADO RESTRINGIDO (RESPALDO)
DISPOSITIVOS DE PROTECCIN
RECOMENDADOS
NUMERO DESCRIPCION
52BF BREAKER FAIL (FALLA DE APERTURA)
59 SOBRETENSIN
60 PRDIDA DE POTENCIA EN TP
63 PRESIN DEL TRANSFORMADOR
64F FALLA A TIERRA DEL CAMPO
78 PRDIDA DE SINCRONISMO
81U/O BAJA O SOBREFRECUENCIA
87G DIFERENCIAL DE FASE
87GN DIFERENCIAL DE TIERRA
ESQUEMAS DE PROTECCIN
RECOMENDADOS
A nivel industrial los esquemas de proteccin
estn dados segn la capacidad de la mquina
protegida.PEQUEOS GENERADORES
DE 500kVA A 1MVA
MEDIANOS GENERADORES
DESDE 1MVA A 12,5MVA
GRANDES GENERADORES
12,5MVA A 50MVA
ESQUEMAS DE PROTECCIN
RECOMENDADOS
Los dispositivos de proteccin recomendados
para pequeos generadores:
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ESQUEMAS DE PROTECCIN
RECOMENDADOS
Los dispositivos de
proteccin
recomendados para
medianos
generadores:
ESQUEMAS DE PROTECCIN
RECOMENDADOS
Los dispositivos de
proteccin
recomendados para
grandes
generadores:
Sobre que elementos del sistema
de generacin deben actuar los
dispositivos de proteccin?
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ESQUEMA DE DISPARO
RECOMENDADO
DISPOSITIVO DISPARO DEL
INTERRUPTOR
DISPARO DEL
SISTEMA DE
EXCITACIN
DISPARO DEL
MOTOR PRIMO
ALARMA
24 X X X -
32 X X X -
40 X X X -
46 X - - -
49 - - - X
50/27 X X X -
51GN X X X -
51V X - - -
ESQUEMA DE DISPARO
RECOMENDADO
DISPOSITIVO DISPARO DEL
INTERRUPTOR
DISPARO DEL
SISTEMA DE
EXCITACIN
DISPARO DEL
MOTOR PRIMO
ALARMA
52BF - X X -
59 - - - X
59GN X X X -
51G X X X -
78 X - - -
81 X - - -
87G X X X -
87GN X X X -
De todos los dispositivos de proteccin, solo
sern tratados los siguientes:
24: Relacin V/Hz
32: Potencia inversa
40: Prdida de excitacin
46: Desbalance
50/27: Energizacin inadvertida
51V: Sobrecorriente restringido/controlado
59: Sobrevoltaje
81U/O: Sobre y baja frecuencia
87G/N: Diferencial de fase y tierra
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24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Las normas ANSI/IEEE establecen que los
generadores deben operar exitosamente a kVA
nominales para niveles de tensin y frecuencia
dentro de lmites especificados. Cuando estas
relaciones de V/Hz son excedidas, puede ocurrir
la saturacin del ncleo magntico del generador
o transformador conectado, inducindose flujos de
dispersin en componentes no laminados, los
cuales no estn diseados para llevar flujo cuyo
dao puede ocurrir en segundos.
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Las causas ms comunes que generan esta
perturbacin son:
Condiciones de sobrecarga.
Mal funcionamiento del regular de voltaje.
Manipulacin errnea de la excitatriz o
fallas en la medicin de tensin.
Operacin de Tap en transformadores
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24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Los limites de operacin de los generadores y
los transformadores son definidos por los
fabricantes de los mismos. Estas muestran los
rangos de operacin de los equipos en funcin
del tiempo. La IEEE establece que para:
Generadores:
1,05pu (en base del generador). Transformador:
1,05pu a carga nominal y fp 0,8 (en basedel secundario del transformador)
1,1pu en vaco (en base del transformador)
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Existen tres esquemas bsicos de proteccin
contra la sobre excitacin.
Mtodo de tiempo definido.
Mtodo de tiempo definido dual.
Mtodo de tiempo inverso.
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Mtodo de tiempo definido Dual:
Cuando no se tiene la informacin del limite
de operacin V/Hz del generador y
transformador, se recomienda:
TIEMPO DEFINIDO 1 TIEMPO DEFINIDO 2
V/Fpu TD V/Fpu TD
1,18pu 2-6segundos 1,10pu 45-60segundos
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24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Mtodo de tiempo inverso:
Para este caso las curvas son llevadas a la
misma base y se ajusta el setpoint para
garantizar la proteccin del sistema.
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.
100
105
110
115
120
125
130
0,01 0,1 1 10 100
V
/
H
z
(
%
)
MINUTOS
CURVAS LIMITES DE OPERACION V/HZ
CURVA LIMITE TRANSFORMADOR CURVA LIMITE GENERADOR
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
En este caso el transformador se encuentra
sobre-excitado en:
% 24
22,8 1,05
Debido a esto la curva del transformador
debe ser llevada a la misma base del
generador al ser dividida entre dicho factor
24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
100
105
110
115
120
125
130
0,01 0,1 1 10 100
V
/
H
z
(
%
)
MINUTOS
CURVAS LIMITES DE OPERACION V/HZ
CURVA LIMITE TRANSFORMADORCURVA LIMITE GENERADORCURVA LIMITE TRANSFORMADOR DESPLAZADA
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24: PROTECCIN VOLTIOS/HERZ
Ejemplo para cuando no se tenga informacin
32: POTENCIA INVERSA
La motorizacin ocurre cuando se pierde la
potencia mecnica del generador. Una
indicacin de esta prdida es el flujo de
potencia activa. Aunque el generador no
presentara problema, la mquina prima se
ver afectada. Si es una turbina de vapor o
hidrulica podra sobrecalentarse por la
prdida del sistema de enfriamiento, mientras
que si es de diesel o gas el est podra
incendiarse incluso explotar.
32: POTENCIA INVERSA
Generalmente los fabricantes facilitan la
potencia mxima de motorizacin de los
generadores. Cuando no se tiene dicho dato
la ANSI/IEEE 242.1986 establece valores
referenciales segn sea el tipo de turbina.
TIPO DE TURBINA % POTENCIA MAXIMA (FT)
Turbina de vapor 3%
Unidad Hidro 0,2%-2%
Turbina de gas 50%
Turbina de diesel 25%
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32: POTENCIA INVERSA
Consideraciones:
El ajuste de la potencia mnima se hace entre
el 50% y 70% (k) de la potencia mxima de
motorizacin.
Se consideran dos elementos de potencia
inversa (32-1 y 32-2) cada uno con sus
tiempo de retardo requerido.
Para 32-1 se recomiendan retardos de 10-
30segundos.
Para 32-2 es un disparo secuencial del 32-1
y se recomienda un retardo de 3 segundos.
32: POTENCIA INVERSA
EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.
Se tiene una turbina de diesel con las siguientes
caractersticas
32: POTENCIA INVERSA
La potencia pickup ser del 25% (diesel) de la
potencia nominal del generador. Para estimar la
potencia mnima se hace uso de la potencia
monofsica que ver la unidad 32 mediante la
ecuacin siguiente:
3
Si consideramos que la potencia mnima ser del
50% de la potencia mxima de motorizacin
entonces:
0,5 0,25 22,5
3 800 24000 120 69,3 0,085
32: POTENCIA INVERSA
La proteccin bsicamente es una
proteccin direccional por lo que se debe
establecer el ngulo de operacin
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32: POTENCIA INVERSA
40. PRDIDA DE EXCITACIN
La prdida del campo de un generador es
perjudicial tanto al generador como al sistema de
potencia al cual est conectado. Una condicin
de prdida de campo no detectada puede tener
tambin un impacto devastador sobre el sistema
de potencia, causndole una prdida del soporte
de potencia reactiva y creando una toma
sustancial de potencia reactiva. Adems, el
generador puede tomar hasta 2pu veces la
corriente del estator induciendo altas corrientes
en el rotor.
40. PRDIDA DE EXCITACIN
Las causas ms comunes que generan esta
perturbacin son:
Apertura del circuito de campo.
Cortocircuito en el circuito de campo.
Disparo accidental del interruptor del
circuito de campo.
Perdida de alimentacin CA del circuito de
campo.
Falla del sistema de control del regulador.
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40. PRDIDA DE EXCITACIN
El mtodo ms ampliamente aplicado para
detectar una prdida de campo del generador es
el uso de rels de distancia para monitorear la
variacin de la impedancia vista desde las
terminales del generador. Ha sido demostrado
que cuando un generador pierde su excitacin
mientras opera a varios niveles de carga, la
variacin de la impedancia, como se ve desde las
terminales de la mquina, tendr las
caractersticas de un diagrama R-X
40. PRDIDA DE EXCITACIN
40. PRDIDA DE EXCITACIN 40. PRDIDA DE EXCITACIN
Para cuando los generadores son de
mediano tamao, el uso de un rel de
caractersticas MHO desplazado es el mas
adecuado.
Cuando el generador es de gran tamao
(>12,5MVA) la ANSI/IEEE C37.102
recomienda utilizar dos zonas MHO
desplazadas.
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40. PRDIDA DE EXCITACIN 40. PRDIDA DE EXCITACIN
RECOMENDACIONES
ZONAZONAZONAZONA 1111:::: Instantneo, detecta prdida de
campo desde plena carga hasta un 30% de carga
!"#$1 %&'(, ) *,,
2
#-./$1 %&'(,
2
ZONA 2ZONA 2ZONA 2ZONA 2: Retardado (0,5-0,6segundos)
!"#$2 *,, ) *,,
2
#-./$2 *,,2
40. PRDIDA DE EXCITACIN
EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.
40. PRDIDA DE EXCITACIN
Se evalan las impedancias:
%&'(, &'(
&'(01
242
22,5-160
200 8,60
*,, %&'(, *,45 8,6 1,967 16,93
*,, %&'(, *,45 8,6 0,216 1,86
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40. PRDIDA DE EXCITACIN
Se evalan los centros y radios:
!"#$1 8,60 ) 1,86
2 5,23
#-./$1 8,60
2 4,3
!"#$2 16,93 ) 1,86
2 9,395
#-./$2 16,93
2 8,465
40. PRDIDA DE EXCITACIN
40. PRDIDA DE EXCITACIN
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46: DESBALANCE
Estas condiciones del sistema producen
componentes de corriente de secuencia de
fase negativa la cual induce una corriente de
doble frecuencia en la superficie del rotor.
Estas corrientes en el rotor pueden causar
altas y dainas temperaturas en muy corto
tiempo.
46: DESBALANCE
Las causas ms comunes que generan esta
perturbacin son:
Asimetras del sistema.
Lneas no traspuesta.
Cargas desbalanceadas.
Fallas desbalanceadas.
Circuitos abiertos.
46: DESBALANCE
El ajuste de este dispositivo esta dado en
funcin de la mxima corriente de secuencia
negativa permitida recomendada en la
ANSI/IEEE C50.13 y la capacidad trmica del
mismo para esta corriente de secuencia
negativa /7segn sea la caracterstica del
rotor de la mquina.
46: DESBALANCE
TIPO DE ROTOR DEL
GENERADOR
CORRIENTE PERMISIBLE
9:
CAPACIDAD TERMICA
PERMISIBLE 9::;
MAQUINA DE POLOS SALIENTES CON DEVANADOAMORTIGUADOR
10% 40
MAQUINA DE POLOS SALIENTESSIN DEVANADO
AMORTIGUADOR5% 40
MAQUINA DE ROTOR CILINDRICO ENFRIAMIENTO
INDIRECTO10% 30
MAQUINA DE ROTORCILINDRICO ENFRIAMIENTO
DIRECTO >690MVA8% 10
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46: DESBALANCE 46: DESBALANCE
EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.
46: DESBALANCE
TIPO DE ROTOR DEL
GENERADOR
CORRIENTE PERMISIBLE
9:
CAPACIDAD TERMICA
PERMISIBLE 9::;
MAQUINA DE POLOS SALIENTES CON DEVANADOAMORTIGUADOR
10% 40
MAQUINA DE POLOS SALIENTESSIN DEVANADO
AMORTIGUADOR5% 40
MAQUINA DE ROTOR
CILINDRICO
ENFRIAMIENTO
INDIRECTO
10% 30MAQUINA DE ROTOR
CILINDRICO ENFRIAMIENTO DIRECTO >690MVA
8% 10
46: DESBALANCE
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46: DESBALANCE
1
10
100
1000
1% 10% 100% 1000%
CURVA DE PROTECCION POR DESBALANCE DEL 32
CURVA I2T 30
50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
La energizacin inadvertida o accidental de
generadores ha sido un problema particular en la
industria en aos recientes. Un nmero significante de
mquinas grandes han sido daadas o, en algunos
casos, completamente destruidas cuando fueron
energizadas accidentalmente mientras estaban fuera de
lnea. La frecuencia de estas ocurrencias ha dirigido a
los fabricantes de generadores grandes en U.S.A. ha
recomendar que el problema sea manejado va
esquemas de rels de proteccin dedicados.
50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
Cuando ocurre la energizacin inadvertida:
Errores de operacin del sistema.
Arqueo de los contactos del interruptor A.T y
E.A.T
Mal funcionamiento del circuito de control.
O una combinacin.
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50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
Daos al Generador cuando ocurre la
energizacin inadvertida:
Rpido calentamiento trmico, debido a las
altas corrientes inducidas en el rotor.
Rpido calentamiento en las trayectorias
del hierro cerca de la superficie del rotor
50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
Esquemas recomendados para detectar energizacin
inadvertida usados en los rels multifuncionales.
Rel de sobrecorriente supervisado por frecuencia.
Rel de sobrecorriente supervisado por voltaje
Rel de sobrecorriente direccional.
Rel de sobrecorriente habilitado por el contacto
auxiliar del interruptor.
50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
Esquemas del rel de sobrecorriente supervisado
voltaje.
50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
Esquemas del rel de sobrecorriente supervisado
voltaje y estado del breaker del rel 489.G.E
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50/27: ENERGIZACIN INADVERTIDA
AJUSTES , EXTRACTO DE LA IEEE C37.102AJUSTES , EXTRACTO DE LA IEEE C37.102AJUSTES , EXTRACTO DE LA IEEE C37.102AJUSTES , EXTRACTO DE LA IEEE C37.102
50: P.U 50% del valor de corriente en el peor
de los casos (Imin) y debe ser < 125% de la
corriente nominal del generador.
27: 70% Vn, tiempo : 1.5 s
51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
La proteccin de sobrecorriente
restringido/controlado es una proteccin de
respaldo del sistema. Consiste de rels con
retardo de tiempo para detectar fallas en el
sistema que no han sido adecuadamente
aisladas por los rels de proteccin primaria,
requiriendo el disparo del generador.
51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
El grupo ms usado de rels de respaldo de
sobrecorriente de fase son los rels de
sobrecorriente controlados o restringidos por
tensin (51V). Estos rels permiten ajustes
menores de la corriente de carga del generador
para proporcionar mayor sensibilidad para fallas
en el sistema.
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51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
El rel de sobrecorriente controlado con tensin
deshabilita el disparo por sobrecorriente hasta
que la tensin cae abajo del nivel ajustado.
El rel de sobrecorriente con restriccin de
tensin cambia el pickup de la unidad de
sobrecorriente en proporcin a la tensin, lo
cual desensibiliza el rel para corrientes de
carga mientras que incrementa la sensibilidad
para fallas las cuales abaten la tensin y permite
el pickup del rel.
51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
La proteccin restringida debe:
Garantizar que el generador no opere bajo
una condicin de sobrecarga.
Dar tiempo suficiente a la proteccin primaria
de despejar la falla, es decir, este debe
garantizar la coordinacin.
Se debe tener la curva de decremento del
generador ANSI/IEEE 242.1986
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51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
51V: SOBRECORRIENTE RESTRINGIDO
Ajuste:
Para sobrecorriente controlado
50% de la corriente de plena carga delgenerador.
75% del voltaje nominal. Para sobrecorriente restringido
150% de la corriente de plena carga delgenerador
El tiempo debe garantizar la coordinacincon el elemento aguas abajo
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59: SOBREVOLTAJE
.
Es una proteccin usada para proteger el
generador y los equipos auxiliares, cuando se
presentan puede ocurrir que el nivel del campo
elctrico puede exceder la capacidad del
aislamiento de los equipos.
El sobrevoltaje puede ocurrir sin exceder los
limites de V/Hz.
Es prctica general el proporcionar un rel de
sobretensin para alarma, o en algunos casos,
disparar los generadores por estos altos niveles
de esfuerzos elctricos.
59: SOBREVOLTAJE
.
Ajustes recomendados por la IEEE C37.102
Rel de tiempo inverso.
pu: 110%Vn, t=2.5 s a 140% del ajuste del pu.
Rels instantneos. pu: 130-150% Vn.
Rels de tiempo definido Dos etapas.
Alarma
pu: 110%Vn; 10< t
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81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
Las unidades trmicas, a diferencia de las
hidrulicas, responden rpidamente a la variacin
inicial de velocidad en caso de prdida sbita de la
carga o incremento de la misma. La desviacin de la
velocidad nominal bajo carga traer estmulos de
frecuencias cercanos a una o ms de las frecuencias
naturales de los varios labes y habr un incremento
en los esfuerzos vibratorios. A medida que se
incrementan los esfuerzos vibratorios, el dao es
acumulado, lo cual conduce a la fractura de la
estructura de los labes.
81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
Las partes principales de una planta
generadora que son afectadas por la
operacin a frecuencia anormal son el
generador, transformadores elevadores,
turbina y las cargas auxiliares de la
subestacin.
81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
La operacin a otras frecuencias diferentes a
la nominal o cercanas a la velocidad nominal
est restringida en tiempo a los lmites para
las distintas bandas de frecuencia publicadas
por cada fabricante de turbinas para varios
diseos de labes.
81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
Lmites de operacin para turbinas de vapor tpicasLmites de operacin para turbinas de vapor tpicasLmites de operacin para turbinas de vapor tpicasLmites de operacin para turbinas de vapor tpicas
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81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.EJEMPLO.
81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
Para la sobre frecuencia.Para la sobre frecuencia.Para la sobre frecuencia.Para la sobre frecuencia.
81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
Para la baja frecuencia.Para la baja frecuencia.Para la baja frecuencia.Para la baja frecuencia.
81U/O: BAJA Y SOBRE FRECUENCIA
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87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
El rel diferencial se usa para detectar
fallas trifsicas, de fase a fase y de doble
fase a tierra. Las fallas de una fase a
tierra no son normalmente detectadas por
los rels diferenciales de generadores, a
menos que su neutro est puesto a tierra
slidamente o con baja impedancia.
87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
Se usan tres tipos de rels diferenciales de
alta rapidez para la deteccin de fallas de
fase del estator.
Rel diferencial de porcentaje.
Diferencial de alta impedancia.
Rels diferenciales autobalanceados
87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
RelRelRelRel diferencialdiferencialdiferencialdiferencial dededede porcentajeporcentajeporcentajeporcentaje.
La proteccin diferencial de porcentaje
variable es ms usada para mquinas grandes.
La pendiente puede variar desde 5% a 50%
ms. Un rel de porcentaje fijo es
normalmente fijado de 10 a 25%.
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87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
RelRelRelRel diferencialdiferencialdiferencialdiferencial dededede porcentajeporcentajeporcentajeporcentaje variablevariablevariablevariable
Caractersticas de pendiente variable y
esquema tpico de un rel diferencial de
porcentaje
87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
DiferencialDiferencialDiferencialDiferencial dededede altaaltaaltaalta impedanciaimpedanciaimpedanciaimpedancia::::
Estos rels deben ser alimentados de TCs
idnticos con devanados secundarios
distribuidos totalmente, con reactancia de
dispersin despreciable. El rel es realmente
un rel de tensin y responde a la alta
tensin impuesta a travs de sus bobinas,
causada por todos los TCs que tratan de
forzar la corriente a travs de la bobina de
operacin durante una falla interna.
87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
DiferencialDiferencialDiferencialDiferencial dededede altaaltaaltaalta impedanciaimpedanciaimpedanciaimpedancia::::
El ajuste del rel de
alta impedancia se basa
en la operacin perfecta
de un TC de entrada y
la saturacin completa
del otro.
87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
RelsRelsRelsRels diferencialesdiferencialesdiferencialesdiferenciales autoautoautoauto balanceadosbalanceadosbalanceadosbalanceados::::
....El esquema de autobalance es tpicamente
usado en generadores pequeos. Este
esquema detecta fallas de fase y de tierra en
el estator del generador. Este esquema usa un
solo TC de baja relacin por cada fase, con los
conductores de ambos extremos de cada
devanado pasados a travs de l, de tal forma
que el flujo neto es cero para condiciones
normales.
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87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
RelsRelsRelsRels diferencialesdiferencialesdiferencialesdiferenciales autoautoautoauto balanceadosbalanceadosbalanceadosbalanceados::::
87G: PROTECCIN DIFERENCIAL.
AjustesAjustesAjustesAjustes recomendadosrecomendadosrecomendadosrecomendados porporporpor IEEEIEEEIEEEIEEE CCCC37373737....102102102102
paraparaparapara relsrelsrelsrels diferencialesdiferencialesdiferencialesdiferenciales dededede porcentajeporcentajeporcentajeporcentaje....
Corriente de arranque PU : 0.3 A
Pendiente : 10%
Tiempo : Instantneo
87GN: PROTECCIN DIFERENCIAL DE
TIERRA.
El grado de proteccin de fallas a tierra esta
directamente relacionado con el esquema de
conexin del neutro del generador. El rel
diferencial no puede prover proteccin de falla
a tierra a generadores puestos a tierra con
alta impedancia, donde la corriente es limitada
de 3 a 25A
87GN: PROTECCIN DIFERENCIAL DE
TIERRA.
Porcentaje del devanado sin proteccin diferencial para fallas de
fase a tierra
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87GN: PROTECCIN DIFERENCIAL DE
TIERRA.
ACTIVIDADACTIVIDADACTIVIDADACTIVIDAD
SE DESEA REALIZAR EL AJUSTE DE
LOS ELEMENTOS DE PROTECCIN:
32
40
46
59
EN LA FIGURA SIGUIENTE SE
MUESTRAN LAS CARACTERISTICAS
DEL GENERADOR Y DEL SISTEMA
UNITARIO.
CONSIDERACIONES
SE DEBE DEFINIR DESDE QUE FUENTE
SE TOMA LA REFERENCIA DE TENSION
Y CORRIENTE PARA CADA UNA DE
LOS ELEMENTOS CONSIDERADOS.