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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Sección 3. Protección y automatización Protección de relé. Protección de turbogeneradores que operan directamente en las barras de voltaje del generador1)
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Normas para la instalación de instalaciones eléctricas (PUE) 3.2.34. Para generadores de turbina por encima de 1 kV con una potencia de más de 1 MW, que operan directamente en las barras colectoras de voltaje del generador, se deben proporcionar dispositivos de protección de relés contra los siguientes tipos de daño e interrupción de la operación normal: 1) cortocircuitos multifásicos en el devanado del estator del generador y en sus terminales; 2) fallas a tierra monofásicas en el devanado del estator; 3) fallas dobles a tierra, una de las cuales ocurrió en el devanado del estator y la segunda, en la red externa; 4) cortocircuitos entre vueltas de una fase en el devanado del estator (en presencia de ramas de devanado paralelo de salida); 5) cortocircuito externo; 6) sobrecargas de corriente de secuencia inversa (para generadores con una capacidad de más de 30 MW); 7) sobrecarga simétrica del devanado del estator; 8) sobrecarga del devanado del rotor por corriente de excitación (para generadores con enfriamiento directo de los conductores del devanado); 9) falla a tierra en el segundo punto del circuito de excitación; 10) modo asíncrono con pérdida de excitación (según 3.2.49). 1. Los requisitos dados en 3.2.34 - 3.2.50 se pueden seguir para otros generadores. 3.2.35. Para generadores de turbina de más de 1 kV con una potencia de 1 MW o menos, que operen directamente en las barras colectoras de voltaje del generador, se debe proporcionar un dispositivo de protección de relé de acuerdo con 3.2.34, cláusulas 1-3, 5, 7. Para generadores de turbina de hasta 1 kV con una potencia de hasta 1 MW, que operan directamente en las barras de distribución de tensión del generador, se recomienda protección de acuerdo con 3.2.50. 3.2.36. Para proteger contra cortocircuitos multifásicos en el devanado del estator de turbogeneradores superiores a 1 kV con una potencia superior a 1 MW, que tengan salidas de fases individuales en el lado neutro, se debe proporcionar protección de corriente diferencial longitudinal (para una excepción, consulte 3.2.37 .XNUMX). La protección debe actuar para apagar todos los interruptores del generador, para extinguir el campo y también para detener la turbina. Además del generador, la zona de protección debe incluir las conexiones del generador con las barras de la central eléctrica (hasta el interruptor automático). La protección de corriente diferencial longitudinal debe realizarse con una corriente de disparo de no más de 0,6 Inom. Para generadores con una potencia de hasta 30 MW con enfriamiento indirecto, se permite realizar protección con una corriente de disparo de 1,3-1,4 Inom. Se debe prever el monitoreo de la falla de los circuitos de protección de corriente cuando la corriente de operación de protección es mayor que Inom. La protección de corriente diferencial longitudinal debe implementarse con desafinación de valores transitorios de corrientes de desequilibrio (por ejemplo, relés con transformadores de corriente saturables). La protección debe realizarse trifásica de tres relés. Para generadores con potencia hasta 30 MW, se permite realizar protección bifásica de dos relés en presencia de protección contra fallas a tierra dobles. 3.2.37. Para proteger contra cortocircuitos multifásicos en el devanado del estator de generadores de más de 1 kV con una potencia de hasta 1 MW, operando en paralelo con otros generadores o con el sistema eléctrico de potencia, se debe prever un corte de corriente sin retardo de tiempo, instalado desde el lado de las salidas del generador a las barras. Si el corte de corriente no cumple con los requisitos de sensibilidad, se permite instalar una protección de corriente diferencial longitudinal en su lugar. El uso de corte de corriente en lugar de protección diferencial también está permitido para generadores de energía más grandes que no tienen conductores de fase desde el lado neutral. Para generadores monooperados por encima de 1 kV con una potencia de hasta 1 MW, la protección contra cortocircuitos externos debe usarse como protección contra cortocircuitos multifásicos en el devanado del estator (ver 3.2.44). La protección debe actuar para apagar todos los interruptores del generador y extinguir su campo. 3.2.38. Para proteger generadores de más de 1 kV de fallas a tierra monofásicas en el devanado del estator a una corriente de falla a tierra capacitiva natural de 5 A o más (independientemente de la presencia o ausencia de compensación), se debe proporcionar protección de corriente que responda a la conexión a tierra total. corriente de falla o a sus componentes armónicos superiores. Si es necesario, para habilitarlo, se pueden instalar transformadores de corriente homopolares directamente en las salidas del generador. También se recomienda el uso de protección para corrientes de falla a tierra capacitivas menores de 5 A. La protección debe estar desafinada para transitorios y actuar como en 3.2.36 o 3.2.37. Cuando la protección de defecto a tierra no está instalada (porque es insensible cuando la corriente de defecto a tierra capacitiva es inferior a 5 A) o no está activa (por ejemplo, al compensar la corriente capacitiva en la red de tensión del generador), la protección de defecto a tierra configurada del generador se puede utilizar en las barras y el monitor de aislamiento de señal. 3.2.39. Cuando se instale un transformador de corriente homopolar en generadores para protección contra fallas a tierra monofásicas, se debe proporcionar protección de corriente contra fallas a tierra dobles, conectada a este transformador de corriente. Para aumentar la confiabilidad de la operación a valores de corriente altos, se debe usar un relé con un transformador de corriente saturable. Esta protección se llevará a cabo sin demora y actuará como la protección especificada en 3.2.36 o 3.2.37. 3.2.40. Para la protección contra cortocircuitos entre espiras de una fase en el devanado del estator de un generador con ramas paralelas eliminadas, se debe proporcionar una protección de corriente diferencial transversal de un solo sistema sin retardo de tiempo, que actúe como la protección especificada en 3.2.36. 3.2.41. Para proteger los generadores con una potencia superior a 30 MW de las corrientes causadas por cortocircuitos asimétricos externos, así como de la sobrecarga de corriente de secuencia negativa, se debe proporcionar una protección de corriente de secuencia negativa que actúe en el disparo con dos retardos de tiempo (ver 3.2.45). ). Para generadores con enfriamiento directo de los conductores del devanado, la protección debe realizarse con una característica de retardo de tiempo escalonado o dependiente. En este caso, las características de paso y dependientes en el segundo retardo de tiempo (más alto) no deben ser más altas que las características de las sobrecargas permisibles del generador por la corriente de secuencia negativa. Para generadores con enfriamiento indirecto de los conductores de los devanados, la protección debe realizarse con un retardo de tiempo independiente con una corriente de disparo que no exceda la permitida para el generador cuando la corriente de secuencia negativa lo atraviesa durante 2 minutos; un retardo de tiempo de protección más corto no debe exceder la duración permitida de un cortocircuito bifásico en las salidas del generador. El disparo por sobreintensidad de secuencia negativa debe complementarse con un elemento más sensible que actúe sobre la señal de tiempo definido. La corriente de operación de este elemento no debe ser mayor que la corriente continua de secuencia negativa para este tipo de generador. 3.2.42. Para proteger generadores con una potencia superior a 30 MW de cortocircuitos simétricos externos, se debe proporcionar una protección de sobrecorriente con un arranque de tensión mínima, realizada por un relé de corriente conectado a la corriente de fase y un relé de tensión mínima conectado a la fase a- voltaje de fase La corriente de disparo de la protección debe ser de aproximadamente 1,3-1,5 Inom, y la tensión de disparo, de aproximadamente 0,5-0,6 Unom. En generadores con enfriamiento directo de los conductores del devanado, en lugar de la protección especificada, se puede instalar una protección de distancia de un relé. 3.2.43. Para proteger generadores con una potencia de más de 1 MW hasta 30 MW de cortocircuitos externos, se debe utilizar una protección de sobrecorriente con un arranque de voltaje combinado, hecho con un relé de mínima tensión conectado a la tensión de fase a fase y un filtro de tensión de secuencia negativa -Dispositivo de relé que abre el circuito del relé de mínima tensión. La corriente de disparo de protección y el voltaje de disparo del elemento de voltaje mínimo deben tomarse iguales a los especificados en 3.2.42, el voltaje de disparo del dispositivo de filtro-relé de voltaje de secuencia negativa es 0,1-0,12 Unom. 3.2.44. Para generadores por encima de 1 kV con una potencia de hasta 1 MW, se debe utilizar una protección de corriente máxima como protección contra cortocircuitos externos, conectada a los transformadores de corriente desde el lado neutro. El ajuste de protección debe seleccionarse de acuerdo con la corriente de carga con el margen necesario. También es posible utilizar una protección de mínima tensión simplificada (sin relé de corriente). 3.2.45. La protección de los generadores con una potencia superior a 1 MW contra las corrientes provocadas por cortocircuitos externos debe realizarse cumpliendo los siguientes requisitos: 1. La protección debe conectarse a transformadores de corriente instalados en las terminales del generador en el lado neutro. 2. Si hay seccionamiento de las barras de tensión del generador, la protección debe realizarse con dos retardos de tiempo: con un retardo más corto - para apagar los interruptores de sección y de conexión de barra correspondientes, con uno más largo - para apagar el interruptor del generador y apagar el campo. 3.2.46. En generadores con enfriamiento directo de los conductores del devanado, debe proporcionarse protección del rotor contra sobrecarga cuando el generador está operando con excitación principal y de respaldo. La protección debe llevarse a cabo con un retardo de tiempo definido o dependiente de la corriente y respondiendo a un aumento de voltaje o corriente en el devanado del rotor. La protección debe actuar para abrir el disyuntor del generador y extinguir el campo. Con un tiempo de retardo de protección más corto, el rotor debe descargarse. 3.2.47. La protección del generador contra corrientes debidas a sobrecarga simétrica debe implementarse en forma de protección de sobrecorriente actuando sobre la señal con retardo de tiempo y utilizando la corriente de una fase del estator. Para la descarga y, si es necesario, para la parada automática del generador con refrigeración directa de los conductores del devanado en caso de sobrecargas simétricas, se permite utilizar la protección del rotor, realizada de acuerdo con 3.2.46 y que reacciona a las sobrecargas del rotor que acompañan a las sobrecargas simétricas de turbogeneradores. 3.2.48. La protección contra fallas a tierra en el segundo punto del circuito de excitación de los turbogeneradores debe proporcionarse en un conjunto para varios (pero no más de tres) generadores con parámetros cercanos de los circuitos de excitación. La protección debe activarse solo cuando ocurre una falla a tierra en un punto del circuito de excitación, detectada durante el monitoreo periódico del aislamiento (ver Cap. 1.6). La protección debe actuar para abrir el interruptor del generador y extinguir el campo en generadores con enfriamiento directo de los conductores del devanado y para señalizar o desconectar en generadores con enfriamiento indirecto. 3.2.49. En los turbogeneradores con refrigeración directa de los conductores del devanado, se recomienda instalar dispositivos de protección contra el funcionamiento asíncrono con pérdida de excitación. En su lugar, se permite prever la detección automática del modo asíncrono solo por la posición de los dispositivos automáticos de supresión de campo. Cuando los dispositivos de protección especificados están en funcionamiento o cuando el AGP se apaga en generadores que permiten la operación asíncrona, se debe dar una señal sobre la pérdida de excitación. Los generadores que no permitan el modo asíncrono, y en condiciones de escasez de potencia reactiva en el sistema, otros generadores que hayan perdido la excitación deberán ser desconectados de la red cuando estén en funcionamiento los dispositivos especificados (protección o extinción automática de campo). 3.2.50. La protección de generadores de hasta 1 kV con una potencia de hasta 1 MW con neutro sin puesta a tierra contra todo tipo de daños y modos de funcionamiento anormales, debe realizarse mediante la instalación de un interruptor automático con disparos máximos o un interruptor automático con protección contra sobrecorriente en una versión bifásica en los terminales. Si existen terminales del lado neutro, esta protección, si es posible, debe conectarse a los transformadores de corriente instalados en estos terminales. Para estos generadores con neutro sólidamente puesto a tierra, esta protección debe ser proporcionada en versión trifásica.
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