ROTACIÓN DE P
ROTECCIÓN DE LA MAQUINARIA
7.1 INTRODUCCIÓN La protección de los equipos rotativos implica la consideración de ms posi!les "allos o condiciones anormales de "uncionamiento que cualquier otro elemento del sistema. #unque la "recuencia de "alla$ so!re todo para los %eneradores & motores %randes$ es relativamente !a'a$ las consecuencias en el costo & rendimiento del sistema son a menudo mu& %raves. (aradó'icamente$ a pesar de muc)os modos de "alla que son posi!le$ los principios de aplicación de la protección son relativamente simples. No )a& nin%uno de los complicaciones que requieren un plan piloto. *eneralmente$ se detectan los "allos relacionados con cortocircuitos por al%+n tipo de di"erencial o rel, de so!recorriente. -uc)os "allos son de naturalea mecnica & el uso dispositivos mecnicos$ tales como interruptores de l/mite$ presión o "loat$ o dependen de los circuitos de control para la eliminación de la pro!lema.1$ 0 #l%unas de las condiciones anormales que de!en ser tratados son los si%uientes. 1. allas de !o!ina2 estator 3 "ase & "alla a tierra 0. 4o!recar%a 5. 6ceso de velocidad 8. 9olta'es & "recuencias anormales. (ara los %eneradores de!emos tener en cuenta c uenta lo si%uiente. :. 4u!ecitación ;. -otor & puesta en marc)a. (ara los motores que nos interesa lo si%uiente. 7. 4tallin%
. -ono"sico ?. (,rdida de ecitación
9arias de estas condiciones anormales no requieren disparo automtico de la mquina$ como se podrn ser corre%idos en una estación asistido correctamente mientras la mquina permanece en servicio. (or lo tanto$ al%unos . Los dispositivos de protección sólo se accionan las alarmas. Otras condiciones$ tales como cortocircuitos$ requieren la eliminación rpida de la mquina del servicio. La decisión$ si disparo o alarma$ var/a muc)o entre las empresas de servicios p+!licos &$ de )ec)o$ entre las plantas de ener%/a de una utilidad dada o entre unidades en una sola planta. 6l con"licto sur%e porque )a& una renuencia 'usti"ica!le para aAadir equipos de disparo ms automtico que se a!solutamente necesario. 6quipo adicional si%ni"ica ms mantenimiento & una ma&or posi!ilidad de "uncionamiento incorrecto. 6n los sistemas de )o& en d/a$ la p,rdida de un %enerador puede ser ms costoso$ en t,rminos de el rendimiento del sistema en %eneral$ que la eliminación retardada de una mquina. (or otro lado$ la "alta de prontitud !orrar un "allo$ u otra anormalidad$ puede causar %randes daAos & resultado en un ms lar%o$ corte de ms caro. La decisión no es o!via ni es el mismo para todas las situaciones. 4e requiere 'uicio & la cooperación entre el in%eniero de protección & el "uncionamiento adecuado & la planta personal. 7.2 FALLAS DEL ESTATOR 7.2.1 PROTECCIÓN DE FALTA DE FASE
(or cortocircuitos en un estator !o!inado$ es una prctica )a!itual de utiliar la protección di"erencial de %eneradores nominal 1.BBB 9# o superior & en los motores nominal 1.:BB )p o ma&or o tasados : 9 & superiores. 6quipo %iratorio proporciona un e'emplo clsico de este tipo de protección &a que el equipo & todos los peri",ricos asociados$ tales como trans"ormadores de corriente
u!icación de un interna & un "allo eterno es lo que )ace el circuito di"erencial un principio proteEFo ideal.
i%ura 7.1 Coneión di"erencial de %enerador con rel, de so!recorriente 6'emplo 7.1 Consid,rese el sistema mostrado en la i%ura 7.0$ que representa un %enerador antes de ser sincroniada para el sistema. 6l %enerador est prote%ido por un rel, de so!recorriente$ >7$ G conectado en un di"erencial circuito como se muestra. La car%a mima es 10: BBB H < 5 J 1:$:= K 8;:;$1? #. (ara este mimo car%ar seleccionar una relación de CT :BBB2: <1BBB21=. 6sto da lu%ar a una corriente secundaria de 8$;; # a plena car%ar. #ntes de que la unidad est sincroniada$ una "alla tri"sica en la 1 o 0 es <9pu H d= J I1 o <1.BHB.0= J 8.;:;$1? K 05.0>B$?: amperes primarios o secundarios 05.0> amperios.
i%ura 7.0 Dia%rama de una l/nea para el e'emplo 7.1 (ara el "allo eterno en la 0$ 05.0> Un "lu'o a trav,s de los dos circuitos secundarios del TI & los "lu'os de not)in% en el rel, de so!recorriente. (ara el "allo interno en 1$ 05.0> Un "lu'o a trav,s de una sola tomo%ra"/a secundaria & la !o!ina de operación de >7 aAos. 6sta disposición ser/a ideal si los TI siempre reproducen las corrientes primarias con precisión. 6n realidad$ sin em!ar%o$ los CT4 no siempre dar la misma corriente secundaria para el mismo primaria actual$ incluso si los trans"ormadores de intensidad son id,nticos comercialmente. La di"erencia en la corriente secundaria$ incluso !a'o condiciones de car%a en estado esta!le$ pueden ser causadas por las variaciones en las tolerancias de "a!ricación &$ en la di"erencia en la car%a secundaria$ es decir$ lon%itudes desi%uales de clientes potenciales a los relevos$ car%as desi%uales de metros & los
instrumentos que se pueden conectar en uno o am!os de los secundarios. Lo que es ms pro!a!le$ sin em!ar%o$ es el MerrorM corriente que puede ocurrir durante condiciones de corto3 circuito. No sólo es la ma%nitud de la corriente muc)o ma&or$ pero eiste la posi!ilidad de compensación de CC de modo que el transitorio respuesta de los dos TCs no ser el mismo. 6sta di"erencia en la corriente secundaria "luir en el rel,. Un rel, de so!recorriente de!e entonces ser superior a la corriente de error mimo que puede circular durante el "allo eterno$ sin em!ar%o$ se de!e esta!lecer mu& por de!a'o de la corriente m/nima culpa que pueda acompaAar a una "alla que est restrin%ido de!ido a la impedancia del devanado o culpa. 6l rel, di"erencial de porcenta'e resuelve este pro!lema sin sacri"icar la sensi!ilidad. 6l esquemtica disposición se muestra en la i%ura 7.5. 6ste sistema &a se )a introducido en el apartado 0.0. Dependiendo del diseAo espec/"ico del rel,$ la corriente di"erencial necesaria para operar este rel, puede ser una constante o un porcenta'e varia!le de la corriente en los devanados de retención. La constante rel, di"erencial porcenta'e opera$ como su nom!re implica$ en un porcenta'e constante de la a trav,s o corriente total moderación. (or e'emplo$ un rel, con una caracter/stica 1B requerir/a por lo menos 0$B # en la operación de !o!inado con 0B # de corriente que "lu&e a trav,s de am!os devanados de retención.
i%ura 7.5 Di"erencial de %enerador con rel, di"erencial de porcenta'e
i%ura 7.8 (orcenta'e Caracter/sticas de los rel,s di"erenciales Un rel, porcenta'e varia!le requiere ms operativo actual en el ma&or medio de las corrientes$ como se muestra en la i%ura 7.8. Independientemente del diseAo concreto$ sin em!ar%o$ conceptualmente$ el par de contactos de cierre
i%ura 7.: Comparación entre el di"erencial de porcenta'e & el rendimiento del rel, de so!recorriente. 6'emplo 7.5 Considere el sistema & la red de secuencia positiva asociada se muestra en la i%ura 7.; cuando el unidad se sincronia con el sistema. 6l %enerador est prote%ido por un rel, di"erencial de porcenta'e <>7= "i'ado para una recolección m/nima de B$0 # de corriente de car%a completa es de 10: BBB H < 5 J 1:$:= K 8.;:;$1? #. 4eleccione un porcenta'e de CT de :BBB2: <1BBB21=. Las reactancias por unidad en un 1BB BBB 9#$ 1:$: 9 de !ase son dPP K B$0 <1BBH10:= K B$1; pu
i%ura 7.; 4istema & red de secuencia positiva para el 6'emplo 7.5
allas tri"sicas en 1 & 0 son
(ara un "allo en el 0$ es decir$ "uera de la ona di"erencial de %enerador$ %enerador de "lu'os de la contri!ución a trav,s de los dos con'untos de TI. 4i los dos con'untos de TI reproducen la corriente primaria precisión$ )a!r )a!er nin%una corriente en el devanado de "uncionamiento. (ara un "allo en 1$ es decir$ dentro de la ona de protección di"erencial$ la contri!ución %enerador "lu&e a trav,s de un con'unto de TC & la contri!ución del sistema de "lu'os a trav,s del otro con'unto de TC. Todo sistema de retención de !o!inado considera que su actual asociada que "lu&e en direcciones opuestas
7.2.2 PROTECCIÓN DE FALLA A TIERRA
6l m,todo de puesta a tierra a"ecta a la cantidad de protección que se proporciona por un rel, di"erencial. Cuando el %enerador est conectado a tierra sólidamente$ como en la i%ura 7.7$ )a& su"iciente corriente de "ase para una con ase3 "alla a tierra para operar casi cualquier rel, di"erencial. 4i el %enerador tiene una impedancia de neutro para limitar la corriente de tierra$ como se muestra en la i%ura 7.>$ )a& pro!lemas en la aplicación de rel, que de!en estar considerado para los rel,s di"erenciales que estn conectados en cada "ase. Cuanto ma&or sea la coneión a tierra impedancia$ menor es la ma%nitud de corriente de de"ecto & la ms di"/cil es para el rel, di"erencial para detectar "allas a tierra de !a'a ma%nitud. 4i un CT & un rel, estn conectados entre el suelo & el punto del circuito neutro$ como se muestra 6n la i%ura 7.?$ se proporcionar protección sensi!le para una "alla de "ase a tierra desde el rel, de neutro <:1N= Q ve toda la corriente de tierra & se puede con"i%urar sin tener en cuenta la corriente de car%a. Como el aumento de impedancia a tierra$ la corriente disminu&e "alla & se )ace ms di"/cil con"i%urar un rel, de tipo corriente. Cuanto menor sea la reco%ida de rel,$ ma&or es su car%a en el CT & el ms di"/cil es distin%uir entre "allas a tierra & normales tercera desequili!rio armónico. 6ste corriente desequili!rada que "lu&e en el neutro puede ser de )asta un 1B31: de la corriente nominal. Otro corriente de tierra espuria puede "luir de!ido a desequili!rios en el sistema primario. La planta total de "alsa
i%ura 7.7 directo %enerador conectado cimentada sólidamente
i%ura 7.> Neutro a tierra de impedancia
i%ura 7.? Neutral impedancia a tierra con neutro CT & el rel, <*4U$ %enerador de step3up=
6'emplo 7.8 Con re"erencia al dia%rama del sistema & las redes de secuencia que se muestran en la i%ura 7.1B$ la "ase actual para el rel, di"erencial <>7= & la corriente de rel, de neutro <:1N= para varios valores de puesta a tierra impedancias son los si%uientes.
I% K Ia K 5 IB K 50 8>: # primario. La corriente secundaria en el rel, di"erencial de %enerador ser 50$: #. La pastilla m/nimo t/pico de esta clase de rel, es B$03B$8 # lo 50.: # es su"iciente para "uncionar de "orma "ia!le en "allas a tierra$ incluso con resistencia adicional o en el %enerador !o!inado.
i%ura 7.1B 4istema & la secuencia de las redes para el e'emplo 7.8 I% K Ia K 5 IB K >;1> # primario. 6l %enerador de di"erencial CT secundaria ser >$;0 #$ la cual es todav/a adecuada. 4in em!ar%o$ si se )an instalado una TC al neutro & el rel,$ la relación de CT podr/a ser tan !a'a como 1BB2:$ que dar/a lu%ar a una corriente de 851 #. rel, neutral
I% K 5IB K >57 # primarios. 6l di"erencial de %enerador de corriente secundaria 8 #= est por encima del arranque pero no permite la resistencia de "allo adicional. La corriente del rel, neutral <81$>: #= es su"iciente para )acer un !uen a'uste del rel,. 6'emplo 7.8 muestra que$ para un %enerador sólidamente "undamentada$ )a& su"iciente rel, de corriente para operar el di"erencial de %enerador <50$: #=. # medida que aumenta la impedancia$ la corriente di"erencial disminu&e a sólo por encima del arranque del rel,
i%ura 7.11 detector suelo Roto3delta
i%ura 7.10 Rel, de tierra conectado residualmente conectado en el residual del circuito secundario del TC para que vea la suma vectorial de la secundaria corriente de las tres "ases. 6sto es particularmente aplica!le en instalaciones de motor$ donde cada "ase se ener%ia en un punto de la onda de tensión di"erente$ lo que resulta en di"erentes compensaciones de CC & de irrupción corrientes. De!ido a estas di"erencias$ )a& una di"erencia en la salida del secundario del TC$ & esto di"erencia "lu&e en el circuito residual com+n. (or lo tanto$ los rel,s de instantneas no se pueden utiliar & un rel, de inducción de mu& inversa o de corta duración$ o su equivalente en estado sólido o di%ital$ se requiere. La retardo evita este tipo de rel, se dispare "alsamente durante el inicio. La con"i%uración t/pica de reco%ida del rel, de retardo de tiempo son de un quinto a un tercio de la "alla de corri ente m/nima con al%o de tiempo retrasar. 6n las plantas de ener%/a$ para evitar via'es incorrectos de!ido a la vi!ración$ el retardo de tiempo %eneralmente no se "i'a en el a'uste ms !a'o$ aunque prcticamente cualquier retardo de tiempo ser ms lar%o que la corriente de arranque error.8 Una alternativa al rel, de tierra conectado residualmente en aplicaciones de motor es la CT toroidal$ se muestra en la i%ura 7.15 & discutido en la sección 5.8. 6sta CT rodea los tres conductores de "ase & por lo tanto permite a todas las corrientes de secuencia positiva & ne%ativa que se anulan por lo que sólo cero corriente de secuencia aparece en el rel,. 4e de!e tener cuidado de mantener todos los ca!les de tierra & protecciones de ca!le "uera del toroide. 4i se conducen corriente durante una "alla a tierra$ el e"ecto ma%n,tico neto ser i%ual a cero & no )a& corriente se ver por la rela&.8 De!ido a que la corriente secundaria es un "iel re"le'o de la total de corriente primaria de tres "ases$ no )a& error de CT de!ido a cualquier corriente primaria desequili!rada. La Relación de CT puede ser cualquier valor estndar que proporcione la corriente del rel, desde el suelo disponi!le actual de reco%ida adecuado. Dado que no )a!r corriente de error$ el rel, puede ser una instantnea rel, a'ustado a un valor !a'o. Clculos de rel, t/picos se muestran en los si%uientes e'emplos.
6'emplo 7.: Considere la posi!ilidad de la instalación del motor 0BBB )p se muestra en la i%ura 7.18. 4e selecciona la relación de TI para proporcionar un mar%en por encima del valor de disparo para metros no va a leer "uera de escala. Normalmente$ los rel,s de so!recorriente se "i'ó en 10: de la plena car%a & la relación del CT de!e permitir menos de :$B # para esta condición. 4i el motor es vital para el "uncionamiento de la planta$ se aprovec)a del "actor de servicio del motor que es 11:. 6sto se traduce en una car%a mima de 08: # J 1$1: K 0>0 # & un a'uste de arranque del rel, de 1$0: 0>0 K 5:0$: #. 4eleccione una relación de CT de 8BB2: <>B21=.
i%ura 7.18 (rotección para motor 0BBB )p 6l rel, de so!recorriente temporiado :1 ve 5:0.:H>B o 8$8 amperios secundarios. (ara con"i%urar el rel,$ de!en ser utiliados li!ro de instrucciones del "a!ricante & curvas caracter/sticas. (ara nuestros propósitos$ 4in em!ar%o$ supon%amos que )a& un :.B Un %ri"o & las caracter/sticas de la "i%ura 8.: se aplican. 6l tiempo de retardo de!e estar con"i%urado ms lar%o que el tiempo de arranque del motor. 6sto supone que la corriente de arranque dura para el tiempo de arranque completo. 6sto no es estrictamente cierto. La corriente de arranque comiena a disminuir en alrededor ?B del tiempo de arranque. 4in em!ar%o$ esta es una con"i%uración conservadora que se utilia a menudo para cu!rir cualquier comportamiento errtico del motor & evitar "alsos disparos durante el arranque. La pastilla del rel, durante el arranque es 1;B? H <>B J := K 8 J de la (U el tiempo de retardo de!e ser de al menos B$?7 s que se traduce en una marcación de tiempo el esta!lecimiento de 1$:. Dos rel,s de so!recorriente se utilian %eneralmente$ uno en la "ase 1 & el otro en la "ase 5$ en la suposición de que una so!recar%a es una condición de car%a equili!rada. Un amper/metro B= K 7$18 J pu. Tres
rel,s se utilian$ una por "ase$ para proporcionar redundancia para todos los "allos de "ase. 6l rel, de so!recorriente :1* residual se "i'a en un tercio de la "alla m/nima del suelo. 4i el sistema auiliar tiene una resistencia de neutro para limitar la p,rdida a tierra a 10BB #$ corriente S la CT residual ser 10BB3>B K 1: #. #'uste el rel, al :$B # o menos para %arantiar la "ia!ilidad sin apo&arla en el %ri"o ms !a'o para evitar la p,rdida de la se%uridad. #'uste el dial de tiempo a un nivel !a'o. No eisten criterios para estos a'ustes$ ecepto lo que es la prctica )a!itual en una planta determinada. 4i se utilia el esquema alternativo utiliando un CT toroidal$ la relación de CT puede ser 10BB2: <08B21= & un rel, instantneo "i'ado en 1$B #. 6sto le dar : veces reco%ida en el "allo mima del terreno actual & proporcionar un mar%en su"iciente por encima de las corrientes de tierra para evitar "alsas "alsas de disparo & todav/a permiten a la corriente de "alla a tierra reducida de!ido a la resistencia de "alla. 6'emplo 7.; i%ura 7.1: muestra un motor de 7:BB ca!allos de "uera conectados al mismo !us auiliar como el motor en el 6'emplo 7.:. Los rel,s de so!recorriente con retardo de tiempo si%uen las mismas re%las de a'uste que para el motor 0BBB )p. La reco%ida de los dos rel,s de so!recorriente de "ase :1 es i%ual a 1$1: J 1$0: J ?1> o 150B primaria amperios. 4eleccione un porcenta'e de CT de 1:BB2: <5BB21=. (or lo tanto$ 150BH5BB 6l %ri"o picup rel, K 8.8$ el uso de la :.B Un %ri"o. Reco%ida durante el arranque es ::10 H <: 5BB= K 5$7 J pu & el retardo de tiempo de!e ser superior 5 s. 6n la "i%ura 8.:$ utilice ; dial. 6l rel, de so!recorriente :1* residual se "i'a en un tercio de la corriente de tierra limitada <10BBH5BB K 8= o 1$55 #. Utilice el 1.B Un %ri"o & la misma con"i%uración de marcación como en el 6'emplo 7.:. 4i se utilia una TC toroidal$ se aplican las re%las de con"i%uración que se utilian en el 6'emplo 7.:. 6l a'uste de los rel,s instantneos$ sin em!ar%o$ presenta un pro!lema. Utiliando los criterios de 6'emplo 7.: que de!e esta!lecer los rel,s de 1$7 J ::10 o ?57B #. Dado que el m/nimo de 8 9 "alla en el !us es 0B BBB # sólo tendr/amos 0$1 J pu. 6sto no es un mar%en su"iciente para %arantiar disparo rpido. (ara un motor de este tamaAo usar/amos tres rel,s di"erenciales <>7=. No )a& a'uste necesario &a que la sensi!ilidad del rel, di"erencial es independiente de la corriente de arranque. 4i un %enerador est conectado directamente a un sistema de transmisión con coneión a tierra$ como se muestra en la i%ura 7.7$ el rel, de tierra del %enerador puede operar para "allas a tierra en el sistema. (or lo tanto$ es necesario para el rel, de tierra del %enerador para coordinar con otros rel,s que ven la misma "alla. 4i el %enerador est conectado al sistema a trav,s de un trans"ormador estrella3trin%ulo$ como se muestra en la i%ura 7.1;$ corriente de secuencia cero no puede "luir en el !us del %enerador ms all de la coneión delta del stepup trans"ormador. Los "allos en el lado en estrella se$ por lo tanto$ no operar rel,s de tierra en el lado delta. La con"i%uración ms com+n para %randes %eneradores de )o& utilia el %enerador & su stepup trans"ormador como una sola unidad$ es decir$ el "racaso en la caldera$ tur!ina$ %enerador$ trans"ormador o cualquier stepup de los !uses auiliares asociados dar lu%ar a tropear todo el sistema de la unidad conectada. 6l %enerador est conectado a tierra a trav,s de un poco de resistencia para limitar la corriente de de"ecto$ sin em!ar%o$ proporcionar su"iciente corriente o volta'e para operar los rel,s. Una resistencia primaria o reactor se pueden utiliar para limitar el "allo de tierra actual$ pero por raones económicas la disposición ms populares utilia un trans"ormador de distri!ución & com!inación de la resistencia$ como se muestra en la i%ura 7.1;. La valoración primaria de volta'e de la distri!ución trans"ormador de!e ser i%ual o ma&or que la
clasi"icación de l/nea3a3neutro de tensión del %enerador$ por lo %eneral con una cali"icación secundaria de 10B$ 08B o 8>B 9. 6l trans"ormador de distri!ución de!e tener su"iciente capacidad de so!retensión de modo que no se satura en 1B: la tensión nominal. Una secundaria se selecciona resistencia de manera que$ para un solo "allo de l/nea3a3tierra en los terminales del %enerador$ la potencia disipada en la resistencia es i%ual a la potencia reactiva que se disipa en el cero secuencia de la capacitancia de los devanados del %enerador$ ca!les$ pararra&os o !o!inas de trans"ormador.
i%ura 7.1; *enerador de tierra del trans"ormador. La resistencia secundaria se eli%e para limitar el "allo primario actual en 1B35: #. Como )emos visto$ este no es su"iciente para operar el rel, di"erencial de %enerador. 4in em!ar%o$ la tensión a trav,s del secundario resistencia para una "alla de l/nea a tierra completo$ es decir$ en los terminales de "ase del %enerador$ es i%ual a la tensión secundaria completa del trans"ormador de distri!ución <10B$ 08B o 8>B 9= & es ms que su"iciente para operar un rel, de tensión. La impedancia re"le'ada en el circuito primario es los tiempos de impedancia secundaria del cuadrado de la relación de volta'e. (or e'emplo$ con un %enerador de 0; 9 <1: 9 de l/nea a tierra= & 1: BBB 9H08B 9 trans"ormador de distri!ución con un 1 resistencia secundaria$ la resistencia se re"le'a en el primario ser <1: BBB= 0 H <08B= 0 Tiempos 1$ o 5?B;. 6l %enerador de corriente de tierra resultante es 1: BBBH5?B; o 5$> # por un "allo en la l/nea3a3tierra llena. (rotección de tierra se proporciona por un rel, de tensión$ :?*N$ conectado a trav,s de la resistencia secundaria. 6l rel, de!e discriminar entre ;B @ & volta'es armónicos tercero & por lo %eneral tiene una pequeAa
nuestro e'emplo anterior$ la corriente secundaria es de 5$> # 1: veces BBBH08B$ o 057$: #. Una relación CT 0:B2: ser/an adecuados con el rel, :1N "i'ado en B$: o 1$B # & el mismo retardo de tiempo como :?*N. Otro esquema de copia de se%uridad que se utilia com+nmente es conectar un detector de trans"ormador de potencial de tierra como se muestra en la i%ura 7.11 entre el %enerador & el %enerador stepup
i%ura 7.17 4istema para el 6'emplo 7.7
Reactancia de tercera armónica es 1H5c K 8;:BH5 K 1.::B en una !ase por3"ase o 1::BH5 K :17 so!re una !ase de tres "ases.
6l rel, de!e "i'arse en alrededor de dos veces este valor para %arantiar la "ia!ilidad. 4upon%amos que el rel, tiene un 1; 9 toque$ eso ser/a su entorno. Dado que no se requiere la coordinación$ puesta a !a'o o al lado del a'uste del tiempo de !a'a. (ara "altas a tierra en el terminal de "ase del %enerador$ el volta'e a trav,s del rel, & la resistencia es2
Tensión primaria de reco%ida es 1; veces 9 18 8BBH8>B primaria$ que es la tensión ms !a'a del rel, quiere ver. 6sto se traduce en una parte no prote%ida del devanado i%ual a 8>B H <1: :BB H 5= o : de la total de devanado. Dado que todo el !o!inado no est prote%ida$ varios esquemas de protección alternativas )an sido desarrollado que prote%er a 1BB del devanado del estator. 6stn cu!iertas ampliamente en la literatura.: Otro m,todo para proporcionar coneión a tierra de alta impedancia a una unidad de %enerador conectado a es el uso de un reactor conectado en el neutro del %enerador & que se conoce como Mponer a tierra resonante o una M!o!ina (etersen. 6l reactor se sintonia a la capacitancia total del sistema lo que la +nica impedancia en el circuito es la resistencia de los conductores. Como resultado )a& mu& poca corriente para una "alla "alla en la l/nea3a3tierra.
i%ura 7.1> detectores de tierra de campo del %enerador
7.3 FALTAS DEL ROTOR
Los circuitos de campo de los motores modernos & %eneradores "uncionan sin coneión a tierra. (or lo tanto$ un solo terreno en el campo de una mquina sincrónica no produce nin%+n e"ecto per'udicial inmediata. 4in em!ar%o$ la eistencia de una "alla a tierra )ace )incapi, en otras porciones de la !o!ina de campo$ & la ocurrencia de una se%unda planta causar desequili!rio$ calentamiento de la planc)a rotor severos & vi!raciones. La ma&or/a de "uncionamiento empresas de alarma en la indicación de la primera "alla a tierra & se preparan para retirar la unidad en un cierre ordenado en la primera oportunidad. Dos esquemas de detección de tierra de campo com+nmente aplicados son como se muestra en la i%ura 7.1>. 6l suelo en el circuito de detección est conectado de "orma permanente a trav,s de la mu& alta impedancia del rel, & circuitos asociados. 4i una planta de!e ocurrir en el devanado de campo o los auto!uses & dis&untores eterno al rotor$ el rel, reco%er & activar una alarma. (ara una mquina de tipo sin esco!illas$ el acceso no est disponi!le normalmente a una parte estacionaria de la mquina circuito de campo$ ni el monitoreo continuo es posi!le. 4in em!ar%o$ cepillos piloto puede estar previsto que puede ser !a'ado periódicamente al %enerador. 4i se lee un volta'e entre masa & el cepillo$ que est conectado a un lado del campo del %enerador$ a continuación$ eiste un suelo. #lternativamente$ la resistencia las mediciones se pueden utiliar para evaluar la inte%ridad del devanado de campo. La principal preocupación con rotores de 'aula de ardilla de la construcción del motor de inducción o arrollamientos aislados en el rotor !o!inado de inducción o de la construcción del motor s/ncrono consiste en calentar rotor. 6n casi todos los casos$ este es el resultado de la operación desequili!rada o una condición estancado. La protección es por lo tanto siempre en contra de estas situaciones en lu%ar de tratar de detectar el calentamiento del rotor directamente. 7.4 CORRIENTES DESEQUILIBRADAS
allos asim,tricos pueden producir un calentamiento ms %rave en las mquinas de "allas sim,tricas o "uncionamiento tri"sico equili!rado. Las corrientes de secuencia ne%ativa que "lu&en durante estos desequili!rada "allas inducen corrientes del rotor 10B @ que tienden a "luir so!re la super"icie del rotor "or'a & en la cuAas no ma%n,ticos del rotor & anillos de retención. La p,rdida 0R I resultante eleva rpidamente la temperatura. 4i el pro!lema persiste$ el metal se derrite$ daAando la estructura del rotor. 6stndares de la industria se )an esta!lecido que determinan el desequili!rio admisi!le en que un %enerador est diseAado. La "orma %eneral de la corriente de secuencia ne%ativa permitida es de I 0 $ 0 t K BB -9#$ la capacidad es de 1B. (or encima de >BB -9#$ la capacidad se determina por el epresión V1B 3 BB=W. (or e'emplo$ un %enerador de 1.BBB -9# tendr/a un -e 0 0 t K >$7:. No se )an esta!lecido normas para motores$ a pesar de K 8B es %eneralmente considerado como un valor conservador. Una cuestión "undamental se re"iere a la causa del desequili!rio del sistema. (ara los %eneradores$ dic)a operación se mu& a menudo el "racaso de la protección o equipo eterno a la mquina. (ara los motores %randes$ el desequili!rio puede ser causado por el equipo de suministro$ por e'emplo$ "usionado desconeiones. Las condiciones t/picas que los puede dar lu%ar a las corrientes del %enerador desequili!radas son2 X accidental sola "ase del %enerador que se inau%urar clientes potenciales o !usYor X desequili!rada trans"ormadores stepup %enerador
X Las condiciones de "alla del sistema desequili!rado & un "racaso de los rel,s o interruptores X planeado disparo mono"sico sin reconeión rpida. Cuando tal desequili!rio se produce$ no es raro para aplicar rel,s de secuencia ne%ativa <8;= en el %enerador de alarmar a primera$ alertando al operador a la situación anormal & permitiendo correctiva medidas que de!en adoptarse antes de retirar la mquina del servicio. 6l relevo en s/ consiste en una inversa el tiempo de retardo del rel, de so!recorriente de "uncionamiento de la salida de un "iltro de secuencia ne%ativa. 6n un lo%3lo% escala$ la caracter/stica de tiempo es una l/nea recta de la "orma I 0 $ 0 t K & se puede a'ustar para que coincida estrec)amente la caracter/stica de la mquina. 6n el caso de los motores$ esta protección es %eneralmente reservado para los motores ms %randes. 6l ms pequeAo motores$ es ms com+n el uso de un rel, de equili!rio de "ase. (or e'emplo$ en un electromecnico rel,$ se utilian dos unidades de disco de inducción2 un disco responder a Ia I!$ & el otro a I! Ic. ZCundo las corrientes se convierten en su"icientemente desequili!rados$ el par se produce en una o am!as unidades para cerrar su contactos & disparar el interruptor adecuado. Los rel,s de estado sólido & di%itales pueden realiar de una "orma similar "orma mediante la incorporación de los elementos ló%icos apropiados o al%oritmos en su diseAo. 7.5 SOBRECARGA
(rcticas de protección son di"erentes para los %eneradores & motores. 6n el caso de los %eneradores$ so!recar%a protección$ si se aplica a todo$ se utilia principalmente para proporcionar protección de respaldo para "allas de auto!uses o el alimentador en lu%ar de prote%er la mquina directamente. 6l uso de un rel, de so!recorriente por s/ solo es di"/cil porque impedancia s/ncrona del %enerador limita la corriente de "allo de las "altas continuas para la misma o menos de la corriente mima o car%a nominal. T/pica de tres "ases ;B @ %enerador s/ncrono impedancia var/a entre B$?: & 1$8: por unidad. Uso de la unidad en el 6'emplo 7.1$ esto dar/a lu%ar en una corriente de "alla sostenida entre 5011 & 8?B1 # esto no es su"iciente para distin%uir entre un "allo & plena car%a de 8;:; #. (ara superar este pro!lema$ un rel, de so!recorriente de tensión controlada o un rel, de impedancia se puede utiliar. Con este rel,$ el a'uste actual puede ser in"erior a la nominal corriente del %enerador$ pero el rel, no "uncionar )asta que la tensión se reduce por el "allo. Uno peli%ro de todos los rel,s que se !asan en tensión es la p,rdida involuntaria de la tensión & la consi%uiente correctos via'e de la mquina. 6sto de!e ser reconocido & tomado las medidas preventivas adecuadas a trav,s de un !uen diseAo & el mantenimiento adecuado de la tensión de alimentación. (rotección contra so!recar%a siempre se aplica a los motores para prote%erlos contra el so!recalentamiento. raccionario motores de potencia suelen utiliar resistencias t,rmicas como tiras !imetlicas comprado
i%ura 7.1? (rotección de so!recar%a del motor 6l Códi%o 6l,ctrico Nacional requiere que un dispositivo de protección de so!recar%a puede utiliar en cada "ase de un motor que no est, prote%ido por otros medios apro!ados. 6ste requisito es necesario porque una sola "ase
Un motor que est %irando se disipa ms calor que un motor parado$ &a que el medio de re"ri%eración "lu&e de manera ms e"iciente. Cuando se aplica el volta'e completo$ un motor con un rotor !loqueado es especialmente vulnera!les a los daAos de!ido a la %ran cantidad de calor %enerado. 6l "allo de un motor para acelerar cuando los devanados del estator estn ener%iados puede ser causado por muc)as cosas. Los "allos mecnicos del motor o co'inetes$ la tensión de alimentación !a'a o una "ase a!ierta de una tensión de alimentación tri"sica son sólo al%unos de las condiciones anormales que pueden ocurrir. 4i el motor no acelera$ las corrientes del estator pueden variar normalmente de 5 a 7 o ms veces el valor de plena car%a en "unción del diseAo del motor & el suministro impedancia del sistema. #dems$ la p,rdida de calor en el devanado del estator es de 1B a :B veces de lo normal cuando el devanado es sin el !ene"icio de la ventilación que normalmente se produce por la rotación del rotor. 6l eceso de temperatura de un rotor !loqueado no se puede detectar con "ia!ilidad mediante la detección de la corriente de l/nea ma%nitud. Dado que los motores pueden soportar alta corriente para un corto per/odo de tiempo durante el arranque$ un tiempo de espera de!e ser incorporado en el dispositivo actual de detección o que es necesario prever para detectar motor temperaturas de devanado$ as/ como la l/nea de la ma%nitud actual. Rel,s di%itales son particularmente adecuados para este tipo de ló%ica com!inada con detección de temperatura. Otro esquema de protección posi!le es la derivación el actual dispositivo de detección durante el arranque. #l%unos motores ms %randes estn diseAados para tener un tiempo de !loqueo permisi!le mima corriente del rotor menos que el tiempo de arranque de la unidad. 6sto es admisi!le$ &a que$ durante un arranque normal$ %ran parte de la entrada de ener%/a activa durante el arranque se utilia como e'e de car%a$ mientras que el rotor !loqueado todo el activo entrada de ener%/a se disipa en "orma de calor. (or lo tanto$ retrasar el tiempo su"iciente para permitir que el motor arranque )ar/a )a!er demasiada demora para prote%er contra rotor !loqueado. @a& dos en"oques posi!les para resolver este dilema. 1. Use un detector de velocidad cero motor que supervisa un rel, de so!recar%a adicional esta!lecido por cerrado protección del rotor. 0. Utilice un rel, que incorpora el cam!io de temperatura & discrimina entre el aumento repentino durante el !loqueo del rotor & el aumento %radual en la car%a aumenta 7.6 EXCESO DE VELOCIDAD
(rotección de eceso de velocidad de los %eneradores se suele realiar en el motor primario. Las mquinas ms anti%uas utilian un dispositivo centr/"u%o de operación del e'e. Los diseAos ms modernos emplean mu& so"isticado equipo electro)idrulico o electrónica para llevar a ca!o la misma "unción. @a& que reconocer que$ en situaciones prcticas$ eceso de velocidad puede no ocurrir a menos que la unidad est desconectada del sistema. Cuando todav/a est conectado al sistema$ la "recuencia del sistema o!li%a a la unidad para alo'arse en s/ncrono velocidad. Durante eceso de velocidad de la tur!ina presenta un peli%ro ma&or que el %enerador. 6ceso de velocidad no es un pro!lema con los motores$ &a que los rel,s de so!recorriente normales los prote%er.
7.7 TENSIONES ANORMALES Y FRECUENCIAS
Con el "in de comprender & apreciar la protección que de!e proporcionar contra anormal volta'es & "recuencias$ la "uente de la anormalidad )a de ser eamined.? 7.7.1 SOBRETENSIÓN
La tensión en los !ornes de un %enerador es una "unción de la ecitación & la velocidad. 4o!retensión puede dar lu%ar a daAo t,rmico a los n+cleos de!ido a alto "lu'o ecesivo en los circuitos ma%n,ticos. 6ceso satura el "lu'o de acero & los "lu'os de n+cleo en las estructuras ad&acentes que causan las p,rdidas por corrientes parsitas de alta en el n+cleo & el material del conductor ad&acente. 4o!reecitación severa puede causar daAo rpida & "allas en los equipos. Dado que el "lu'o es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la "recuencia$ la unidad de medida para la ecitación se de"ine como la tensión por unidad dividida por la "recuencia por unidad <9 H @=. 4o!retensión eiste siempre que el por unidad de 9 H @ supera los l/mites de diseAo. (or e'emplo$ la )a!itual diseAo del %enerador de la tur!ina es de 1B: del nominal 9 H @. 4o!retensión eiste al 1B: de la tensión nominal & por "recuencia o por unidad de tensión & "recuencia ?:. Los trans"ormadores estn diseAados para soportar el 11B de la tensión nominal en vac/o & 1B: a car%a nominal con un >B de ener%/a "actor.1B so!retensión de un con'unto de tur!ina3 %enerador de vapor no es %eneralmente un pro!lema. La ecitación & circuitos re%uladores %eneralmente tienen l/mites in)erentes so!retensión & alarmas. 6n un %enerador3trans"ormador de la unidad3conectado esta!lece$ el trans"ormador puede ser ms propenso al "racaso de esta condición$ & un rel, de detección voltios como una "unción de la "recuencia se utilia por lo %eneral. 6sto se discute con ms detalle en el Cap/tulo >. 7.7.2 BAA TENSIÓN
[a'a tensión presenta un pro!lema con el %enerador sólo en lo que a"ecta al sistema auiliar que se se discutir ms adelante. [a'a tensión impide motores de alcanar la velocidad nominal en el arranque o causa que pierdan velocidad & di!u'ar so!recar%as pesadas. -ientras que los rel,s de so!recar%a eventualmente detectar este condiciones$ en muc)as instalaciones de !a'a tensión puede poner en peli%ro o a"ectar a la producción de electrónica o controles di%itales$ en cu&o caso el motor de!e desconectarse rpidamente. (rotección de l/nea !a'a tensión es una caracter/stica estndar de los controladores de motores de C#. 6l contactor se desactivar de "orma instantnea cuando la tensión cae por de!a'o de la tensión de la cele!ración de la !o!ina del contactor. 4i la p,rdida inmediata de la motor no es acepta!le$ por e'emplo$ en una planta de "a!ricación$ el contactor de!e tener una CC
4o!re "recuencia est relacionada con la velocidad de la unidad & est prote%ido por el dispositivo de eceso de velocidad. Lo es posi!le utiliar un rel, de so!re"recuencia como copia de se%uridad para los dispositivos mecnicos. Una ve ms$ si la unidad est conectado a un sistema esta!le$ el
%enerador no puede "uncionar por encima de la "recuencia del sistema. 4in em!ar%o$ si el sistema es dinmicamente inesta!le$ con ecursiones de "recuencias %raves$ rel,s de so!re"recuencia puede alertar al operador. 6n %eneral$ los dispositivos que %o!iernan se prote%er la unidad de eceso de velocidad$ pero el condiciones del sistema de!en ser tratados. 7.7.4 BAA FRECUENCIA
4i !ien no se )an esta!lecido normas para el "uncionamiento anormal de la "recuencia de los %eneradores$ es reconoce que la reducción de los resultados de "recuencia de la ventilación reducida$ por lo tanto$ la operación de reducción de "recuencia de!e ser reducida en 9#. (recauciones de operación se de!en tomar para permanecer dentro de la clasi"icaciones t,rmicas de corta duración del rotor del %enerador & stator.11 [a'a "recuencia es una condición del sistema que a"ecta a ms de la tur!ina al %enerador. La tur!ina es ms suscepti!le porque resonantes de las tensiones mecnicas que se desarrollan como resultado de las desviaciones de s/ncrono speed.? Restricción de la car%a del sistema es considerada la protección de la tur!ina de !a'a "recuencia primaria & se eamina en detalle en las secciones 1B.?$ 11.5 & 11.8. Desconeión de car%a adecuada )ar que el sistema "recuencia para volver a la normalidad antes del l/mite sin pro!lemas tur!ina es reac)ed.10$ 15 La cantidad de Reducción de car%a var/a con la coordinación de las re%iones & las utilidades individuales$ sino que var/a de 0: a 7: de la car%a del sistema. Dado que el pro%rama de co!ertio de car%a puede ser invocado sólo en la medida en que el ori%inal )ipótesis de diseAo son correctos$ se requiere una protección adicional para evitar daAos en la tur!ina de vapor. 6n el "in de tener la unidad disponi!le para el reinicio$ es desea!le via'e de la tur!ina para evitar daAos. 6ste la acción en s/ misma es considerada como la +ltima l/nea de de"ensa & es se%uro que causar un apa%ón ona. 4er$ sin em!ar%o$ permita que la unidad est, lista para restaurar el sistema. Los "a!ricantes de tur!inas )an pu!licado curvas de "recuencia en "unción del tiempo que se puede utiliar como una %u/a para los operadores. La pre%unta es para disparar o de no tropear. 6l pro!lema es la p,rdida de la vida & no est claro que el inter,s superior del sistema son servido por el disparo de la unidad demasiado rpido. Desde el punto de vista de rel,s de protección$ una "recuencia sencilla rel, se puede utiliar. 4in em!ar%o$ la p,rdida de la vida de los la!es de la tur!ina es un deterioro acumulativo cada ve que la tur!ina pasa a trav,s de una ona de "uncionamiento de !a'a "recuencia. 4upervisión de la computadora del la )istoria de la "recuencia se puede aplicar.11B de la tensión nominal en vac/o & 1B: a car%a nominal con un >B de ener%/a "actor.1B so!retensión de un con'unto de tur!ina3%enerador de vapor no es %eneralmente un pro!lema. La ecitación & circuitos re%uladores %eneralmente tienen l/mites in)erentes so!retensión & alarmas. 6n un %enerador3trans"ormador de la unidad3 conectado esta!lece$ el trans"ormador puede ser ms propenso al "racaso de esta condición$ & un rel, de detección voltios como una "unción de la "recuencia se utilia por lo %eneral. 6sto se discute con ms detalle en el Cap/tulo >. 7.7.2 BAA TENSIÓN
[a'a tensión presenta un pro!lema con el %enerador sólo en lo que a"ecta al sistema auiliar que se se discutir ms adelante. [a'a tensión impide motores de alcanar la velocidad nominal en el arranque o causa que pierdan velocidad & di!u'ar so!recar%as pesadas. -ientras que los rel,s de so!recar%a eventualmente detectar este condiciones$ en muc)as instalaciones de !a'a tensión
puede poner en peli%ro o a"ectar a la producción de electrónica o controles di%itales$ en cu&o caso el motor de!e desconectarse rpidamente. (rotección de l/nea !a'a tensión es una caracter/stica estndar de los controladores de motores de C#. 6l contactor se desactivar de "orma instantnea cuando la tensión cae por de!a'o de la tensión de la cele!ración de la !o!ina del contactor. 4i la p,rdida inmediata de la motor no es acepta!le$ por e'emplo$ en una planta de "a!ricación$ el contactor de!e tener una CC
4o!re "recuencia est relacionada con la velocidad de la unidad & est prote%ido por el dispositivo de eceso de velocidad. Lo es posi!le utiliar un rel, de so!re"recuencia como copia de se%uridad para los dispositivos mecnicos. Una ve ms$ si la unidad est conectado a un sistema esta!le$ el %enerador no puede "uncionar por encima de la "recuencia del sistema. 4in em!ar%o$ si el sistema es dinmicamente inesta!le$ con ecursiones de "recuencias %raves$ rel,s de so!re"recuencia puede alertar al operador. 6n %eneral$ los dispositivos que %o!iernan se prote%er la unidad de eceso de velocidad$ pero el condiciones del sistema de!en ser tratados. 7.7.4 BAA FRECUENCIA
4i !ien no se )an esta!lecido normas para el "uncionamiento anormal de la "recuencia de los %eneradores$ es reconoce que la reducción de los resultados de "recuencia de la ventilación reducida$ por lo tanto$ la operación de reducción de "recuencia de!e ser reducida en 9#. (recauciones de operación se de!en tomar para permanecer dentro de la clasi"icaciones t,rmicas de corta duración del rotor del %enerador & stator.11 [a'a "recuencia es una condición del sistema que a"ecta a ms de la tur!ina al %enerador. La tur!ina es ms suscepti!le porque resonantes de las tensiones mecnicas que se desarrollan como resultado de las desviaciones de s/ncrono speed.? Restricción de la car%a del sistema es considerada la protección de la tur!ina de !a'a "recuencia primaria & se eamina en detalle en las secciones 1B.?$ 11.5 & 11.8. Desconeión de car%a adecuada )ar que el sistema "recuencia para volver a la normalidad antes del l/mite sin pro!lemas tur!ina es reac)ed.10$ 15 La cantidad de Reducción de car%a var/a con la coordinación de las re%iones & las utilidades individuales$ sino que var/a de 0: a 7: de la car%a del sistema. Dado que el pro%rama de co!ertio de car%a puede ser invocado sólo en la medida en que el ori%inal )ipótesis de diseAo son correctos$ se requiere una protección adicional para evitar daAos en la tur!ina de vapor. 6n el "in de tener la unidad disponi!le para el reinicio$ es desea!le via'e de la tur!ina para evitar daAos. 6ste la acción en s/ misma es considerada como la +ltima l/nea de de"ensa & es se%uro que causar un apa%ón ona. 4er$ sin em!ar%o$ permita que la unidad est, lista para restaurar el sistema. Los "a!ricantes de tur!inas )an pu!licado curvas de "recuencia en "unción del tiempo que se puede utiliar como una %u/a para los operadores. La pre%unta es para disparar o de no tropear. 6l pro!lema es la p,rdida de la vida & no est claro que el inter,s superior del sistema son servido por el disparo de la unidad demasiado rpido. Desde el punto de vista de rel,s de protección$ una "recuencia sencilla rel, se puede utiliar. 4in em!ar%o$ la p,rdida de la vida de los la!es de la tur!ina es un deterioro acumulativo cada ve que la tur!ina pasa a trav,s de una ona de "uncionamiento de !a'a "recuencia. 4upervisión de la computadora del la )istoria de la "recuencia se puede aplicar.
7.! P"RDIDA DE EXCITACIÓN
Cuando un %enerador s/ncrono pierde ecitación "unciona como un %enerador de inducción corriendo arri!a velocidad de sincronismo con el sistema que proporciona el soporte reactivo necesario. *eneradores de ida & rotor no son adecuados para tal operación$ &a que no tienen devanados amortisseur
i%ura 7.0B curva de capacidad del %enerador
i%ura 7.01 variaciones de impedancia t/picos 4i esto es se%uido por un via'e despu,s de un tiempo o un ma&or avance en la tra&ectoria del sYin% es un La decisión de la utilidad. 7.# LA P"RDIDA DE SINCRONISMO
La principal di"erencia en los requisitos de protección entre los motores de inducción & s/ncronos motores es el e"ecto del sistema de ecitación. La p,rdida de sincronismo de un motor s/ncrono es el como resultado de la !a'a ecitación eactamente i%ual que con el %enerador s/ncrono. (ara %randes motores s/ncronos o condensadores$ protección "uera de paso se aplica para detectar retirada contando los retrocesos de ener%/a que los ocurrir que el !oleto de polos. (equeAos motores s/ncronos con ecitadores de cepillo son a menudo prote%idos por operación de un rel, de tensión de C# conectado en el campo. No )a& volta'e C# cuando el motor est "uncionando sincrónicamente. 6ste esquema no es aplica!le a motores que tienen una ecitación sin esco!illas sistema. (ara que tal sistema de un rel, de "actor de potencia es utiliado.5 7.1$ POTENCIA SISTEMA AUXILIAR PLANTA 7.1$.1 DISE%O DEL SISTEMA AUXILIAR
La com!inación de motores$ trans"ormadores & otros dispositivos el,ctricamente accionados que "orman un auiliar sistema para una planta de ener%/a presenta un pro!lema de protección que es$ en e"ecto$ un microcosmos de poder reinstalación & sistema merece una mención especial. #dems de la protección de cada uno de los elementos de el sistema auiliar$ no es el sistema de con'unto que de!e ser considerado. Los si%uientes comentarios tam!i,n son aplica!les a un comple'o industrial donde se requiere el sistema auiliar para sostener el principales centros de producción. Nuestro inter,s aqu/ no implica la protección$ per se$ de los motores$ trans"ormadores u otros dispositivos$ pero la coordinación de la protección de cada uno de estos dispositivos desde el punto de vista de la operación normal & de emer%encia de la planta entera. 6quipos aulted de!e estar "uera de servicio lo ms rpido posi!le. (ara muc)os "allos o eventos anormales dentro de la planta esto puede requerir que el %enerador se elimina del sistema$ el sistema de ecitación tropeó$ la vlvulas de tur!ina cerrados & la caldera incendios etin%uidos.
4in em!ar%o$ es necesario que los servicios vitales como la que lleva las !om!as de aceite$ compresores de aire de instrumentos$ de escape & pur%a "ans$ etc mantenerse a pesar de que la unidad se )a disparado & est en proceso de cierre. #dems$ la sistema auiliar de!e estar con"i%urado para permitir que la unidad para volver al servicio tan pronto c omo sea posi!le. Una porción de un sistema auiliar t/pico de un %enerador conectado a la unidad se muestra en la i%ura 7.00. 6l 8 9 !us auiliar se alimenta directamente de los ca!les del %enerador 0B 9 o desde el trans"ormador de inicio & es la "uente de los motores principales. Como unidad de aumento de tamaAo$ la car%a auiliar aumenta proporcionalmente$ requieren ma&or cali"icación trans"ormadores & superior nominal$ los motores de alto volta'e. 6ste )a dado lu%ar a tensiones de !arra superiores$ tales como ;$? 9 & 15 9. Corrientes de "alla de "ase tam!i,n se incrementaron$ requieren celdas con ma&or capacidad de interrupción. 6n el dimensionamiento de la aparamenta )a& dos contradictorios "actores que de!en ser considerados. La impedancia de trans"ormadores estndar aumenta a medida que el aumento de cali"icaciones <#neo C=. Dado que las corrientes normales & cortocircuito tam!i,n estn aumentando$ )a& una ma&or ca/da de tensión entre el !us auiliar & el motor. La prctica del diseAo normal es mantener la tensión de al menos el >: en los terminales del motor durante el arranque del motor. 4i la norma trans"ormador de impedancia se especi"ica para estar en un valor ms !a'o para reducir la ca/da de tensión & mantener el criterio de volta'e de >:$ la corriente de interrupción aumentar requiere ma&or nominal de conmutación. 4i el trans"ormador de impedancia se incrementa para reducir la corriente de de"ecto$ & por lo tanto la capacidad de interrupción requisito de la celda$ la ca/da de tensión ser demasiado alta. 6l arte de diseAar el auiliar sistema de!e tomar todos estos "actores en cuenta. Trans"ormers se puede especi"icar con especial impedancias en un ma&or costo. 6l sistema auiliar puede ser diseAado con varias secciones de !arra por lo tanto la reducción de la potencia del trans"ormador para cada sección. De limitación de corriente reactores se puede utiliar &a sea como dispositivos o incorporadas en las celdas separadas. #dems de la 8 9
7.1$.2 APLICACIÓN DISYUNTOR
Como se discutió en la sección 1.:$ )a& muc)os diseAos del interruptor dependiendo de la particular$ aplicación. Interruptores en aceite utilian el aceite &a que tanto el aislante & el arco de medio de etinción. La ener%/a en el arco )ace que el aceite se epanda$ ampliación & en"riamiento del arco. Interruptores de circuito de aire etin%uir el arco de movimiento & de estiramiento en una cmara de arco aislante o cmara de corte. Interruptores de vac/o etin%uir el arco en un espacio de menos de 15 mm
Los rel,s de so!recorriente de "ase <:1# & :1[= en los trans"ormadores de secundaria de la unidad auiliar & puesta en marc)a proporcionar protección !us & de reinstalación de copia de se%uridad para la protección del motor individual & conmutadores. i%ura 7.00 indica la disposición %eneral de los !uses & las car%as & muestra la protección de los el motor de 0.BBB ca!allos de "uera & el motor de 7:BB ca!allos de "uera como se eplica en los e'emplos 7.: & 7.;. Idealmente$ la copia de se%uridad rel,s de so!recorriente :1# & :1[ de!en tener a'ustes de arranque superior a la mima protección del motor de rel,$ & el tiempo de retardo ms lar%o que el tiempo de arranque ms lar%o. 6stos a'ustes pueden ser tan altos$ o los tiempos de tanto tiempo$ que la protección no es acepta!le & modi"icaciones o compromisos son requerida como se discute a continuación. 4i los rel,s son tam!i,n los principales rel,s de protección de auto!uses$ los a'ustes puede ser tan alta que puede no ser su"iciente "alla en el !us actual para proporcionar un mar%en su"iciente para %arantiar reco%ida para el "allo m/nimo !us. Incluso si la coordinación es teóricamente posi!le$ el tiempo requerido retraso puede ser demasiado lar%o para ser acepta!le. #l%unos compromisos son posi!les. Dado que los motores ms %randes pro!a!lemente tendr protección di"erencial$ la "unción de copia de se%uridad podr/a considerar la coordinación con el rel,s de so!recorriente de los motores ms pequeAos con una reducción asociada de reco%ida. 4uponiendo que el rel,s di"erenciales son siempre operativo$ la coordinación con los motores ms %randes no es un pro!lema$ &a la protección di"erencial es instantnea. Coordinación se perder/a si los rel,s di"erenciales no para !orrar un "allo & los rel,s de so!recorriente con retardo de tiempo de!e )acerlo$ lo que suele ser un ries%o acepta!le. el rel, di"erencial de !arras se podr/a utiliar para proporcionar una protección primaria & los rel,s de so!recorriente proporcionar protección de respaldo para el rel, del motor o "allas de distri!ución. 6l tiempo de retardo puede entonces ser acepta!le.
6l a'uste de arranque todav/a de!e reconocer la ma%nitud de la corriente del motor ms %rande de partida. 4i se no puede ser superior a este valor$ el !loqueo se de!e proporcionar que !loquear el rel, de se%uridad. (or lo %eneral$ un interruptor auiliar en el interruptor del motor se utilia para cortar el rel, de so!recar%a de auto!uses$ & un rel, de tensión se utilia para des!loquear esta protección se produce una anomal/a.
i%ura 7.00 T/pico sistema auiliar planta de ener%/a
6'emplo 7.> Considere el sistema auiliar se muestra en la i%ura 7.00. 6l motor de 0.BBB ca!allos de "uera est prote%ido & se esta!lece como descrito en el 6'emplo 7.:. La protección del motor de 7.:BB C9 se descri!e en el 6'emplo 7.;. la car%a total del !us es de 15 BBB H < 5 J 8= K 1$>7; #. 6li'a un 5BBB2: <;BB21= CT$ tanto para el principal & interruptores de reserva. 4i los rel,s de so!recorriente$ :1# & :1[$ se utilian principalmente para la protección de !arras$ que se )an "i'ado en 0B BBBH5 K ;$;;; amperes primarios o 11 amperios secundarios. 4upon%a que el rel, tiene 1B Un %ri"o por lo que la captación actual es de ;BBB amperes primarios. Comprue!e este a'uste en contra de la corriente de arranque del motor de 0.BBB ca!allos de "uera$ mientras que el auto!+s est, completamente car%ado.
4upon%amos inicio de este motor cae la tensión del !us a B$>: pu.
6sto est por de!a'o del ;$BBB Una pastilla de :1# & :1[ as/ que el entorno es acepta!le. (uesto que los rel,s no reco%er durante el arranque del motor se pueden esta!lecer tan rpido como queremos$ por e'emplo$ la marca 1. Comprue!e la con"i%uración de !us contra so!recorriente de arranque del motor de 7.:BB ca!allos de "uera. La car%a conectada total menos el motor es de 15 BBB 9# 3 ;01; 9# & ;7>8 9# que es i%ual de 11:5 # durante el arranque del motor. La corriente del motor de arranque es ::10 #. (or lo tanto$ la corriente total a trav,s del rel, de so!recorriente !us es ;;;: #. 6sto est por encima del ;BBB Un reco%ida del rel, & de!e ser controlado por al%unos como enclavamiento se discutió anteriormente. 7.1$.4 PROTECCIÓN DE FALLA A TIERRA
La importancia de la protección de "alla a tierra no puede ser overemp)asied.1; tierra se considera participar en el 7:3>: de todos los "allos. #dems$ so!recorriente de "ase puede a menudo re"le'ar un temporal proceso de so!recar%a$ mientras que la corriente de tierra es casi siempre una indicación de "allo. #uiliar Los sistemas pueden ser o delta3estrella3conectado. Un sistema delta normalmente se opera sin coneión a tierra & se le permite permanecer en servicio cuando aparece la primera indicación de suelo. 6n %eneral se supone que la primera planta se puede aislar & corre%ido antes de que ocurra una se%unda planta. No es raro para los sistemas de ;BB 9 & menos de ser conectada en delta. 4istemas de media tensión <;B1 9 a 1: 9= son operados %eneralmente en estrella$ con una resistencia de neutro para limitar la corriente de tierra a al%unos de"inida valor. La resistencia tiene una capacidad relacionada con el tiempo$ por e'emplo$ 1B s$ en el suelo de corriente mimo & que es una "unción del sistema de protección del suelo para eliminar todos los "allos dentro de esta limitación de tiempo. 6n la "i%ura 7.00$ "allas a tierra en el sistema de 8 9 estn limitados por el 0$B resistores neutrales en los trans"ormadores auiliares & puesta en marc)a. La ma%nitud de la corriente de de"ecto mimo es el lineto3 tensión de tierra dividida por la 0.B resistencia. La tensión nominal del !us es de 8 9 pero su
tensión de "uncionamiento normal es de 81;B 9. (or lo tanto$ la corriente mima del terreno es 81;B H < 5 J 0= o 10BB #. La coordinación de!e$ por supuesto$ comiena en la car%a. 4i la protección de so!recorriente a tierra del motor es proporcionado por la CT toroidal se muestra en la i%ura 7.15 no )a& pro!lema de coordinación. 6stos pueden tienen una relación de :B2: resultantes en una corriente de 10B #. Con'unto de rel, un rel, instantnea en :$B #. 4i un rel, de suelo residual se utilia como se muestra en la i%ura 7.10$ la mima de "allo de tierra a trav,s de la TC en interruptores es # & [ 10BBH;BB K 0$B #. sentar las !ases de retardo rel,s de so!recorriente a B$: # & 1:35B ciclos. 6l motor via'e rel,s del interruptor de enlace correspondiente$ via'e :1# & :1[ del 8 9 interruptores principales & rel,s neutral via'e :1N sus interruptores primarios asociados. 7.1$.5 ESQUEMAS DE TRANSFERENCIA DE AUTOB&S
6s una prctica com+n para proporcionar un esquema de trans"erencia de !us para trans"erir el !us auiliar a una alternativa "uente en el caso de la p,rdida de la "uente primaria. 6n las plantas de ener%/a$ con el propósito de esta alternativa "uente no es para mantener el "uncionamiento normal$ pero para proporcionar una "uente de inicio$ para actuar como un repuesto en el caso de que un trans"ormador auiliar "alla & para proveer para el cierre ordenado & se%uro. 6n las plantas industriales$ la "uente alternativa podr/a tener un propósito di"erente$ tal como para proporcionar "lei!ilidad en la producción o suministro de al%unos servicios de la utilidad & otros de un %enerador local. 6l sistema de trans"erencia de!e tener en cuenta varios "actores. Un manual de trans"erencia$ en vivo se lleva a ca!o por el operador$ mientras que tanto la "uentes normales & puesta en marc)a si%uen activados. 4i las dos "uentes pueden estar "uera de sincronismo$ que se ser necesario incluir equipos de sincroniación. Una trans"erencia muertos se re"iere a la condición en la que el !us auiliar )a sido desconectado del %enerador. La velocidad de la trans"erencia puede ser rpido o reducir la velocidad dependiendo de la aparamenta & los requisitos del proceso. 6s com+n para compro!ar el interruptor de salida$ mediante la supervisión de un contacto auiliar del interruptor$ para ase%urarse que la "uente principal es desconectada. 4iempre )a!r una corriente de entrada a trav,s del interruptor de la "uente de entrada &$ en toda pro!a!ilidad$ a trav,s de los interruptores de motor$ dependiendo de la tensión residual de la auiliar !us en el momento de volver a sincroniar. #l%unos esquemas de se%uimiento de esta tensión residual & permiten cerrar a la "uente alternativa sólo despu,s de esta tensión se )a reducido si%ni"icativamente. 7.1$.6 DISYUNTOR DEL GENERADOR
La "i%ura 7.00 muestra un interruptor de %enerador como una instalación alternativa. 6sto es com+n para los %eneradores que estn conectados a un !us com+n$ como en una central )idroel,ctrica. Con la lle%ada de la unidad de sistema$ 4in em!ar%o$ esta con"i%uración no se )a utiliado tan a menudo. 6l sistema requiere que la unidad de la caldera$ tur!ina$ %enerador & trans"ormador *4U ser operados como una sola entidad & la p,rdida de cualquiera de los elementos requiere que todos ellos ser retirado de servicio. 6l interruptor del %enerador es entonces innecesario. 6n #dems$ como los tamaAos de las unidades aumentaron$ la capacidad de interrupción de un dis&untor de %enerador se convirtió t,cnicamente di"/cil. Un %enerador de 1.5BB -\ puede contri!uir tanto como 1BB BBB # a una "alla en el nivel de tensión del
%enerador$ por e'emplo$ en el !us de alimentación de los trans"ormadores auiliares. No sólo es tal un interruptor etremadamente costoso$ que de!e ser colocado entre el %enerador & el trans"ormador stepup$ que aAade lon%itud considera!le para el edi"icio. 6sto introduce costes a cada se%mento de la construcción & instalación. 4in em!ar%o$ el interruptor del %enerador )a puede ser etremadamente +til. 4u ms importante venta'a es el )ec)o de que$ por un "allo en el %enerador auiliar o auto!uses$ sin un interruptor del %enerador para eliminar la contri!ución del %enerador de la "alla$ el %enerador continuar alimentando la "alla )asta las desinte%raciones campo del %enerador. 6sto puede tomar )asta 731B s. Durante este tiempo la ener%/a en el "allo dar lu%ar a %raves daAos "/sicos a todos los equipos conectados & aumenta considera!lemente la posi!ilidad de incendio. Con un interruptor del %enerador$ el %enerador de contri!ución se elimina en 53: ciclos esto es aproimadamente el mismo tiempo que la contri!ución del sistema se elimina activando el alto volta'e interruptores. Una venta'a adicional reside en el m conmutación de reducción que se requiera cuando se trans"ieren el !us auiliar. @aciendo re"erencia a la "i%ura 7.00$ sin un interruptor del %enerador$ puesta en marc)a se lleva a ca!o por la activación de los !uses auiliares a trav,s del interruptor de >BB 9 $ el trans"ormador de arranque & 8 9interruptor [. 4incroniación se realia a trav,s de >BB 9 interruptor 6. 6n el caso de un disparo de la unidad$ la unidad est elimina del sistema mediante la apertura del interruptor 6 & el !us auiliar se trans"iere a la puesta en marc)a trans"ormador mediante la apertura de 8 9 & un interruptor de cierre del interruptor del interruptor [. es operado normalmente cerrado. 4i el trans"ormador de arranque est conectado a al%+n otro sistema$ a continuación$ automtico [ de!e estar cerrada con rel,s de sincroniación. 4i se proporciona un interruptor de %enerador$ en el arranque del interruptor del %enerador est a!ierto & los !uses auiliares se alimentan a trav,s del trans"ormador *4U & 8 9 interruptor #. 4incroniación se )ace a trav,s del interruptor del %enerador. #l retirar la unidad$ sólo el interruptor del %enerador tiene que se a!rió el !us auiliar contin+a siendo alimentado a trav,s del trans"ormador de stepup. No )a& necesidad para los esquemas automticos o manuales T)roYOver. De )ec)o$ no )a& necesidad de que el trans"ormador de inicio a menos que se necesita para proporcionar un en3lu%ar de repuesto para uno de los trans"ormadores auiliares. 4i la puesta en marc)a trans"ormador se utilia se convierte en una se%unda "uente de arranque o de potencia apa%ado una "uente que puede ser utiliado para satis"acer los requisitos de ia!ilidad asociados a unidades nucleares. 7.11 CONEXIONES DEL BOBINADO
@asta a)ora$ nos )emos ocupado de los principios de protección asociados con el %enerador & el motor cortocircuitos & so!recar%as & los rel,s correspondientes que se de!en aplicar. La implementación espec/"ica de estos principios$ so!re todo con los rel,s di"erenciales$ var/a tam!i,n con el particular$ coneiones del !o!inado involucrados. La ma&or/a de las mquinas tienen coneiones en estrella
en la i%ura 7.0:. 4i la coneión del neutro se )ace dentro de la mquina & sólo el conductor neutro es sacó$ rel,s di"erenciales sólo pueden ser proporcionados por "allas a tierra$ como se muestra en la i%ura 7.0;. Lo @a& que seAalar que los "allos a su ve a su ve$ no pueden ser detectados por un rel, di"erencial &a que no )a& di"erencia en las corrientes en los etremos de la !o!ina. Dic)o "allo tendr que quemar a suelo o a otra "ase antes de que se detecta.
i%ura 7.05 Coneión para %enerador conectado en estrella
i%ura 7.08 Coneión para el devanado del trin%ulo
i%ura 7.0: Coneión para dos devanados por "ase
i%ura 7.0; Coneión de rel, con neutro del %enerador CT 7.12 PUESTA EN MARC'A Y CONDUCCIÓN
La velocidad de sincronismo de un %enerador de cuatro polos es 1.>BB rpm & 5.;BB rpm para una mquina de dos polos. Una unidad de tur!ina3%enerador de cru3compuesto se compone de dos e'es. Cada r!ol tiene su propio ritmo de la tur!ina$ el %enerador & ecitador. Cualquiera de e'e podr/a tener una velocidad s/ncrona de 1>BB rpm o 5;BB. Cuando la unidad est lista para ser sincroniado con el sistema$ los dos e'es de!en estar en sus respectivos velocidades s/ncronas. 4in em!ar%o$ las unidades se salió de mecanismo de %iro mediante la admisión de vapor en el tur!ina de alta presión. 6l "lu'o de vapor va desde el %enerador de vapor a trav,s de la alta presión tur!ina$ de vuelta al %enerador de vapor & a continuación$ a la !a'a o intermedia3presión de la tur!ina. #ll/ por lo tanto$ es un tiempo "inito antes de que se admitió vapor en el !a'o o intermedio3presión de la tur!ina. 4i la velocidad de los dos e'es se controla sólo por el vapor$ los dos e'es nunca podr/a mantener la misma relación de velocidad mientras se acerca!an a la velocidad sincrónica. (or lo tanto$ no pod/a ser sincroniado con el sistema. (ara corre%ir este pro!lema$ una transversal de la mquina3compuesto de!e tener su ecitación CT aplica a cada %enerador$ mientras que en el en%rana'e de %iro
i%ura 7.07. Rel,s electromecnicos$ tales como el tipo de ,m!olo o !ada'o$ son insensi!le a la "recuencia.
i%ura 7.07 (rotección inicio
6stos rel,s se pueden esta!lecer un precio tan !a'o como sea necesario$ siempre & cuando se retiran de servicio antes de la sincroniación de la unidad para el sistema. Un circuito de lo%rar esto se muestra en la i%ura 7.0>. La rel,s de inicio$ :B & :?*N$ estn conectados a la !o!ina de disparo del interruptor por a!andono de retardo$ rel, auiliar >1$ que tiene tanto las !o!inas de operación & los contactos de disparo "uera de servicio. 6l rel, auiliar est normalmente ener%iado. Cuando la "recuencia del sistema pasa por encima de :: @ o de la interruptor se cierra$ el rel, se desactivar despu,s de un pequeAo retraso$ por lo %eneral 1: ciclos. La retardo de tiempo es necesario para dar a los rel,s de arranque la oportunidad de actuar en el caso de que el %enerador es inadvertidamente ener%iado. 6sta es una situación que se discutir ms adelante. 4in el tiempo de retardo$ cuando el interruptor se cierra$ no )a!r/a una carrera entre los rel,s de inicio$ :?*N & H o :B:$ de operación & auiliares >1 del rel, de sacarlos de servicio. 4i los rel,s di"erenciales son de estado sólido o di%ital$ su respuesta a !a'as "recuencias de!e ser determinado & la necesidad para el inicio evaluó la protección.
Circuito de DC La "i%ura 7.0> para la prevención de arranque 7.13 ENERGI(ACIÓN INADVERTIDA
#$ mala operación catastró"ica com+n que se )a reportado muc)as veces implica la invo luntaria cierre de los interruptores de alta tensión o interruptores mientras que una unidad est en virador o al menos un poco de velocidad que s/ncrona speed.17 Cuando ener%iado de esta manera$ si se )a aplicado campo$ el %enerador se comporta como un motor s/ncrono o un %enerador que )a sido mal sincroniado. 6l resultado puede destruir el e'e u otro elemento %iratorio. @a& varias causas para esta conmutación correctos. 6rrores de "uncionamiento )an aumentado dramticamente a medida que la comple'idad de las estaciones & el aumento circuitos. Las estaciones estn diseAadas para tener la "lei!ilidad de conmutación para permitir que un dispositivo de conmutación del interruptor o de otro tipo a ser retirados del servicio$ manteniendo el %enerador en servicio. 6sto tiene la opuesta e"ecto cuando la unidad no est en l/nea. 6n la actualidad )a& varios elementos de conmutación que accidentalmente puede ener%iar el %enerador. Una descar%a disruptiva de contactos del interruptor es otra causa posi!le$ so!re todo cuando la unidad se acerca a la velocidad con el campo aplicado. Como la unidad %ira$ la tensión aumenta & asume un "asor constante rotación no en sincronismo con el sistema. La di"erencia de volta'e$ so!re todo cuando los %eneradores & el sistema de "asores son 1>B adems$ pueden acercarse do!le de lo normal. 4i la presión del interruptor aislante media disminu&e$ el interruptor puede destellar ms$ la coneión de la unidad para el sistema. La prevención de arranque descrito en el apartado 7.10 lo %eneral puede actuar con la su"iciente rapide para evitar o minimiar el daAo. -quinas en tndem$ es decir$ %eneradores de tur!inas en un e'e$ no lo )acen necesita la prevención de arranque &a que no )a& necesidad de aplicar campo antes de la unidad alcana s/ncrono velocidad. 4in em!ar%o$ la activación accidental si%ue siendo una preocupación$ &a que la mquina todav/a se comportan como se aplica un motor de ◦
inducción cuando est conectado al sistema antes de campo. La misma protección proporcionado para el arranque se puede utiliar en este caso. #l%unas empresas utilian circuitos de protección dedicados que se activa cuando la unidad est "uera de servicio. 7.14 VIBRACIÓN TORSIONAL
6l potencial de daAo e'e puede ocurrir a partir de una variedad de eventos del sistema el,ctrico. #dems a cortocircuitos o mala sincroniación$ los estudios )an indicado que la resonancia su!s/ncrono o cierre automtico$ en particular reen%anc)e de alta velocidad$ puede producir oscilaciones de par que llevan a "ati%a & posi!les daAos. 4u!s/ncrono resonancia es un "enómeno asociado con la serie condensadores & los resultados de una condición resonante que es causada por el condensador en serie & la inductancia de l/nea. 6ste circuito oscila a menos de ;B @$ lo que resulta en mu& alta tensión que se re"le'an en la mquina. @a )a!ido por lo menos dos incidentes !ien documentados en el oeste de 66.UU. & varios de 6uropa que iniciaron las investi%aciones so!re este pro!lema. 6spec/"ico paquetes de protección )an sido diseAados para detectar el inicio de las oscilaciones & para eliminar el condensador en serie & volver a con"i%urar el sistema principal para que no se tiene una condición resonante en serie en su!s/ncrono "requencies.1> 6l e"ecto de reen%anc)e de alta velocidad es menos cierto & )a& eventos que se produce daAo se )a in"ormado espec/"icamente en este momento$ aunque )a& varios monitoreo estudios en curso en todo el mundo1?$ 0B 4in em!ar%o$ se )an propuesto criterios$ tales como Cam!io del :B en el "lu'o de ener%/a despu,s de un evento de conmutación$ que podr/a servir como una advertencia para investi%ar a+n ms. La solución )a!itual es para retrasar o eliminar el recierre de alta velocidad o para evitar la alta velocidad reen%anc)e tras un "allo multi"ase. 6sto$ por supuesto$ elimina muc)as de las venta'as de la alta velocidad reconeión & el e"ecto total so!re la inte%ridad del sistema de!e ser considerado. 7.15 DISPARO SECUENCIAL
6l propósito de disparo secuencial un %enerador s/ncrono es reducir al m/nimo la posi!ilidad de daAar la tur!ina como resultado de una condición de so!revelocidad que sean consecuencia de la apertura de la !reaers.0 %enerador con los interruptores a!iertos$ la unidad se a/sla del sistema & la velocidad se determina por el vapor a trav,s de la tur!ina. 4i una vlvula no se cierra por completo despu,s de )a!er sido dada una seAal de disparo$ )a& su"iciente ener%/a en el vapor residual en las tu!er/as de vapor & partes del calderas para accionar la tur!ina de so!revelocidades peli%rosas. Disparo secuencial se lleva a ca!o mediante disparo el primer motor antes del disparo del %enerador & los interruptores de campo. Rel,s de potencia inversa$ la presión interruptores & H o interruptores de l/mite de vlvulas se utilian para determinar que la entrada de vapor de a%ua se )a eliminado & a continuación$ para completar la secuencia de via'e. Disparo secuencial es esencial$ &a que el eceso de velocidad tur!ina es una condición de operación ms per'udicial que ir en coc)e. @a& casos re%istrados donde eceso de velocidad resultó en el lanamiento de la!es de la tur!ina a trav,s de la carcasa de la tur!ina$ lo que resulta en lesiones & muerte del personal en la ona &$ por supuesto$ daAos etensa & costosa a la unidad. #utomovilismo$ enque el sistema suministra la ener%/a de rotación de entrada de vapor con poca o nin%una$ se traducir en cale"acción los la!es de la tur!ina de +ltima etapa$ una situación que puede ser controlado por aerosoles atemperador & quepermite el tiempo su"iciente
para que el operador tome medidas correctivas. Tropear simultnea$ es decir$ el disparo de la caldera$ el cierre de todas las vlvulas de vapor & la apertura de la %enerador de campo & los interruptores al mismo tiempo$ se requiere en caso de una "alla el,ctric a. 4ecuencial de disparo es la acción apropiada en el caso de un "allo mecnico. Cuando la unidad est disparado manualmente se )ace com+nmente de "orma secuencial. 7.16 RESUMEN
6n este cap/tulo )emos eaminado los pro!lemas que pueden ocurrir con los %eneradores de corriente alterna & motores & los dispositivos de protección que se pueden utiliar para corre%irlos. 6l "allo el,ctrico ms com+n implica un cortocircuito en el devanado del estator. (ara "allas de "ase$ protecciones di"erenciales con porcenta'e rel,s di"erenciales se utilian casi invaria!lemente. (ara "allas a tierra$ la protección depende de la m,todo de puesta a tierra. @emos eaminado los m,todos de puesta a tierra de alta$ media & !a'a impedancia & los sistemas de protección asociados. (uesta a tierra de alta impedancia con la resistencia en el secundario lado de un trans"ormador es el m,todo ms com+n para %randes %eneradores conectados a la unidad. Resonante tierra tam!i,n se utilia$ ms en 6uropa que en los 66.UU.. Rotores del %enerador son casi siempre sin coneión a tierra$ por lo que el +nico pro!lema es detectar el suelo & tomar al%una acción antes de que una se%unda ocurre suelo. 4e muestran dos m,todos comunes de detección de tierra. La acción normal es para alarmar & permitir que el operador decida si un via'e se 'usti"ica. Casi todos los motores de potencia inte%rados estn prote%idas con rel,s de so!recorriente con retardo para evitar so!recalentamiento de!ido a so!recar%as$ volta'es !a'os o desequili!rado u otras condiciones anormales de operación. Rel,s instantneos o di"erencial se utilian para prote%er contra "allos de "ase. Rel,s de tierra dependen en el m,todo de puesta a tierra & la aplicación de la "ase o TC toroidales. 4o!recorriente de tiempo de retardo Los rel,s se utilian si los trans"ormadores de intensidad estn conectados en el circuito residual o neutro$ & rel,s instantneos se utilian con TC toroidal. Tensiones & corrientes desequili!radas suelen ser causados por pro!lemas en el sistema$ pero los e"ectos nocivos se sienten por los elementos %iratorios en el sistema. Detección de tensiones anormales$ corriente & "recuencia no es di"/cil. 9olts H @ert$ corriente de secuencia so!re o !a'o volta'e o ne%ativas son parmetros que son "cilmente transmitido. 6l pro!lema que se plantea es la acción apropiada a tomar. -u& a menudo$ inmediata disparo no es necesario$ aunque si la anomal/a contin+a resultar daAo & la unidad de!e ser eliminado del sistema. recuencia anormal es otra condición del sistema que puede )acer daAo al con'unto tur!ina3%enerador. [a'a "recuencia )ar )incapi, en serio los la!es de la tur!ina & otra ve$ a pesar de la detección es simple$ el remedio requiere un 'uicio. La protección de los motores de potencia auiliar planta )a sido estudiada$ tanto desde el punto de vista de los el motor s/ mismo & como un pro!lema del sistema para %arantiar la coordinación. (ara eaminar el auiliar %eneral sistema$ )emos introducido las diversas interruptor de "uncionamiento & la interrupción de los mecanismos & esquemas de trans"erencia de auto!uses. Tam!i,n )emos eaminado una variedad de situaciones de "uncionamiento o mantenimiento que puede causar %raves daAos a la tur!ina o el %enerador. (uesta en marc)a del %enerador$ automovilismo$ ener%iación inadvertida & la vi!ración torsional son todos los ries%os potenciales para los que la protección en se de!e proporcionar la "orma de rel,s o circuitos ló%icos. La secuencia de disparo de la unidad de la sistema se determina por el tipo de "allo un "allo el,ctrico$ por lo %eneral un cortocircuito en el %enerador o !us auiliar$
