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Páginas: 40 (9803 palabras)
Publicado: 5 de marzo de 2011
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CAPÍTULO 4 PROTECCIÓN DEL GENERADOR CONTRA PERTURBACIONES EN EL SISTEMA DE POTENCIA
1.1 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE 50/51
La función de sobrecorriente 50/51, es implementada en el generador para proteger al devanado de armadura contra sobrecargas. La curva del límite por corriente de armadura, que fue analizada en el Capítulo 2, muestra la máxima corriente que el generador puedeentregar, en operación continua, sin producir daño en los devanados por calentamiento excesivo. La curva es expresada en kVAs, a voltaje y frecuencia nominal.
En condiciones de emergencia, la norma ANSI C50.14-1989 indica que es posible que el generador trabaje con una potencia mayor a la indicada en la curva de carga, por un tiempo muy pequeño. La tabla a continuación muestra la capacidad térmica decorta duración del devanado de armadura:
TABLA 4.1. Capacidad Térmica de Corta Duración del Devanado de Armadura [8]
Tiempo (s) Iarmadura (%)
10 226
30 154
60 130
120 116
La corriente de armadura que se muestra en la tabla está en función de la corriente nominal. La máxima corriente permitida es de 226% para un tiempo relativamente pequeño (10s), mientras que una sobrecarga de116% puede ser tolerada durante 2 minutos. El relé de sobrecorriente toma en cuenta los valores mostrados en la tabla para los parámetros de calibración. La figura 4.1 muestra la
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curva de capacidad de corta duración para generadores según la norma ANSI C50.14-1989:
Figura 4.1. Curva de Capacidad Térmica de Corta Duración Para Carga Trifásica Balanceada en un Generador [8].
4.1.1PARÁMETROS DE CALIBRACIÓN DEL RELÉ 50/51
La protección 50/51 tiene dos funciones de sobrecorriente: • •
Sobrecorriente instantánea 50 Sobrecorriente temporizada 51
Los parámetros de calibración, para la función de sobrecorriente temporizada, son: dial, tap y tipo de curva, mientras que para la función de sobrecorriente instantánea solo se ajusta corriente de tap.
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4.1.2CALIBRACIÓN
DE
LA
FUNCIÓN
DE
SOBRECORRIENTE
TEMPORIZADA 51
La función de sobrecorriente temporizada es ajustada para arrancar del 75% al 100% de la corriente nominal (Itap); una vez que se sobrepasa la corriente de arranque, el relé empieza a acumular tiempo y operará de acuerdo a la curva de tiempo de sobrecorriente, que es generalmente definida con una característica extremadamenteinversa, para que se ajuste de mejor manera a la curva de capacidad térmica de corta duración del generador (figura 4.1). El dial es
seleccionado para que el relé opere en 7 segundos al 226% de la corriente nominal, esto con el fin de dejar un margen de seguridad entre la curva de capacidad térmica de corta duración y la de tiempo de sobrecorriente del relé, y evitar así una falsa operación porsobrecargas menores al 115% (ver figura 4.2).
Figura 4.2. Calibración del Relé de Sobrecorriente 50/51 Considerando la Curva de Capacidad Térmica de Corta Duración del Generador.
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4.1.3 CALIBRACIÓN INSTANTANEA 50
DE
LA
FUNCIÓN
DE
SOBRECORRIENTE
El elemento de sobrecorriente instantáneo puede ser utilizado para definir un valor límite, por encima del cual no seríaconveniente trabajar, incluso en tiempos muy pequeños. Por ejemplo se puede calibrar para operar cuando la corriente haya superado el 226% de la corriente nominal (ver figura 4.2), que es la máxima corriente admisible que se cita en la norma ANSI C50.14-1989.
Figura 4.3. Conexión del Relé 50/51 en el Sistema de Generación
4.2 PROTECCIÓN DE SOBREVOLTAJE 59
La protección de sobrevoltaje seutiliza principalmente para proteger a los equipos eléctricos conectados a los terminales del generador, contra voltajes que pueden estar por encima de un máximo tolerable. producidos por [7]: • • • • Los sobrevoltajes pueden ser
Incorrecta operación del regulador de voltaje del generador cuando este se encuentra en modo manual. Falla en el funcionamiento del regulador automático de voltaje...
CAPÍTULO 4 PROTECCIÓN DEL GENERADOR CONTRA PERTURBACIONES EN EL SISTEMA DE POTENCIA
1.1 PROTECCIÓN DE SOBRECORRIENTE 50/51
La función de sobrecorriente 50/51, es implementada en el generador para proteger al devanado de armadura contra sobrecargas. La curva del límite por corriente de armadura, que fue analizada en el Capítulo 2, muestra la máxima corriente que el generador puedeentregar, en operación continua, sin producir daño en los devanados por calentamiento excesivo. La curva es expresada en kVAs, a voltaje y frecuencia nominal.
En condiciones de emergencia, la norma ANSI C50.14-1989 indica que es posible que el generador trabaje con una potencia mayor a la indicada en la curva de carga, por un tiempo muy pequeño. La tabla a continuación muestra la capacidad térmica decorta duración del devanado de armadura:
TABLA 4.1. Capacidad Térmica de Corta Duración del Devanado de Armadura [8]
Tiempo (s) Iarmadura (%)
10 226
30 154
60 130
120 116
La corriente de armadura que se muestra en la tabla está en función de la corriente nominal. La máxima corriente permitida es de 226% para un tiempo relativamente pequeño (10s), mientras que una sobrecarga de116% puede ser tolerada durante 2 minutos. El relé de sobrecorriente toma en cuenta los valores mostrados en la tabla para los parámetros de calibración. La figura 4.1 muestra la
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curva de capacidad de corta duración para generadores según la norma ANSI C50.14-1989:
Figura 4.1. Curva de Capacidad Térmica de Corta Duración Para Carga Trifásica Balanceada en un Generador [8].
4.1.1PARÁMETROS DE CALIBRACIÓN DEL RELÉ 50/51
La protección 50/51 tiene dos funciones de sobrecorriente: • •
Sobrecorriente instantánea 50 Sobrecorriente temporizada 51
Los parámetros de calibración, para la función de sobrecorriente temporizada, son: dial, tap y tipo de curva, mientras que para la función de sobrecorriente instantánea solo se ajusta corriente de tap.
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4.1.2CALIBRACIÓN
DE
LA
FUNCIÓN
DE
SOBRECORRIENTE
TEMPORIZADA 51
La función de sobrecorriente temporizada es ajustada para arrancar del 75% al 100% de la corriente nominal (Itap); una vez que se sobrepasa la corriente de arranque, el relé empieza a acumular tiempo y operará de acuerdo a la curva de tiempo de sobrecorriente, que es generalmente definida con una característica extremadamenteinversa, para que se ajuste de mejor manera a la curva de capacidad térmica de corta duración del generador (figura 4.1). El dial es
seleccionado para que el relé opere en 7 segundos al 226% de la corriente nominal, esto con el fin de dejar un margen de seguridad entre la curva de capacidad térmica de corta duración y la de tiempo de sobrecorriente del relé, y evitar así una falsa operación porsobrecargas menores al 115% (ver figura 4.2).
Figura 4.2. Calibración del Relé de Sobrecorriente 50/51 Considerando la Curva de Capacidad Térmica de Corta Duración del Generador.
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4.1.3 CALIBRACIÓN INSTANTANEA 50
DE
LA
FUNCIÓN
DE
SOBRECORRIENTE
El elemento de sobrecorriente instantáneo puede ser utilizado para definir un valor límite, por encima del cual no seríaconveniente trabajar, incluso en tiempos muy pequeños. Por ejemplo se puede calibrar para operar cuando la corriente haya superado el 226% de la corriente nominal (ver figura 4.2), que es la máxima corriente admisible que se cita en la norma ANSI C50.14-1989.
Figura 4.3. Conexión del Relé 50/51 en el Sistema de Generación
4.2 PROTECCIÓN DE SOBREVOLTAJE 59
La protección de sobrevoltaje seutiliza principalmente para proteger a los equipos eléctricos conectados a los terminales del generador, contra voltajes que pueden estar por encima de un máximo tolerable. producidos por [7]: • • • • Los sobrevoltajes pueden ser
Incorrecta operación del regulador de voltaje del generador cuando este se encuentra en modo manual. Falla en el funcionamiento del regulador automático de voltaje...
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