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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
Seção 3. Proteção e automação Proteção do relé. Proteção de turbogeradores operando diretamente nos barramentos de tensão do gerador1)
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Regras para a instalação de instalações elétricas (PUE) 3.2.34. Para geradores de turbina acima de 1 kV com potência superior a 1 MW, operando diretamente nos barramentos de tensão do gerador, dispositivos de proteção de relé devem ser fornecidos contra os seguintes tipos de danos e interrupção da operação normal: 1) curtos-circuitos multifásicos no enrolamento do estator do gerador e em seus terminais; 2) faltas à terra monofásicas no enrolamento do estator; 3) faltas duplas à terra, uma das quais ocorreu no enrolamento do estator e a segunda - na rede externa; 4) curtos-circuitos entre as espiras de uma fase no enrolamento do estator (na presença de ramificações paralelas do enrolamento de saída); 5) curto-circuito externo; 6) sobrecargas de corrente de sequência reversa (para geradores com capacidade superior a 30 MW); 7) sobrecarga simétrica do enrolamento do estator; 8) sobrecarga do enrolamento do rotor por corrente de excitação (para geradores com resfriamento direto dos condutores do enrolamento); 9) falta à terra no segundo ponto do circuito de excitação; 10) modo assíncrono com perda de excitação (conforme 3.2.49). 1. Os requisitos dados em 3.2.34 - 3.2.50 podem ser seguidos para outros geradores. 3.2.35. Para geradores de turbina acima de 1 kV com potência de 1 MW ou menos, operando diretamente nos barramentos de tensão do gerador, um dispositivo de proteção de relé deve ser fornecido de acordo com 3.2.34, cláusulas 1-3, 5, 7. Para turbinas geradoras de até 1 kV com potência de até 1 MW, operando diretamente nos barramentos de tensão do gerador, recomenda-se a proteção conforme 3.2.50. 3.2.36. Para proteger contra curtos-circuitos multifásicos no enrolamento do estator de turbogeradores acima de 1 kV com potência superior a 1 MW, com saídas de fases individuais no lado neutro, deve ser fornecida proteção de corrente diferencial longitudinal (para uma exceção, consulte 3.2.37 .XNUMX). A proteção deve atuar para desligar todas as chaves do gerador, para extinguir o campo e também para parar a turbina. Além do gerador, a zona de proteção deve incluir as conexões do gerador com os barramentos da usina (até o disjuntor). A proteção de corrente diferencial longitudinal deve ser executada com uma corrente de disparo não superior a 0,6 Inom. Para geradores com potência de até 30 MW com resfriamento indireto, é permitido realizar proteção com corrente de disparo de 1,3-1,4 Inom. O monitoramento da falha dos circuitos de proteção de corrente deve ser fornecido quando a corrente de operação de proteção for maior que Inom. A proteção de corrente diferencial longitudinal deve ser implementada com dessintonização de valores transitórios de correntes de desequilíbrio (por exemplo, relés com transformadores de corrente saturáveis). A proteção deve ser realizada com três relés trifásicos. Para geradores com potência de até 30 MW, é permitido realizar proteção bifásica de dois relés na presença de proteção contra faltas duplas à terra. 3.2.37. Para proteger contra curtos-circuitos multifásicos no enrolamento do estator de geradores acima de 1 kV com potência de até 1 MW, operando em paralelo com outros geradores ou com o sistema elétrico de energia, um corte de corrente sem atraso de tempo deve ser fornecido, instalado do lado das saídas do gerador para os barramentos. Se o corte de corrente não atender aos requisitos de sensibilidade, é permitido instalar proteção de corrente diferencial longitudinal. O uso de corte de corrente em vez de proteção diferencial também é permitido para geradores de energia maiores que não possuem avanço de fase do lado neutro. Para geradores de operação simples acima de 1 kV com potência de até 1 MW, a proteção contra curto-circuito externo deve ser usada como proteção contra curto-circuito multifásico no enrolamento do estator (consulte 3.2.44). A proteção deve atuar para desligar todas as chaves do gerador e extinguir seu campo. 3.2.38. Para proteger geradores acima de 1 kV de faltas à terra monofásicas no enrolamento do estator em uma corrente de falta à terra capacitiva natural de 5 A ou mais (independentemente da presença ou ausência de compensação), deve ser fornecida proteção de corrente que responda à terra total corrente de falha ou aos harmônicos mais altos de seus componentes. Se necessário, para habilitá-lo, transformadores de corrente de seqüência zero podem ser instalados diretamente nas saídas do gerador. O uso de proteção também é recomendado para correntes capacitivas de falta à terra menores que 5 A. A proteção deve ser dessintonizada por transientes e agir como em 3.2.36 ou 3.2.37. Quando a proteção de falha à terra não está instalada (porque é insensível a uma corrente de falha à terra capacitiva inferior a 5 A) ou não está ativa (por exemplo, ao compensar a corrente capacitiva na rede de tensão do gerador), a proteção de falha à terra instalada do gerador pode ser usado nos barramentos e monitor de isolação de ação de sinal. 3.2.39. Ao instalar um transformador de corrente de seqüência zero em geradores para proteção contra faltas monofásicas à terra, deve ser fornecida proteção de corrente contra faltas duplas à terra, conectada a este transformador de corrente. Para aumentar a confiabilidade da operação em altos valores de corrente, um relé com um transformador de corrente saturável deve ser usado. Esta proteção deve ser realizada sem demora e atuar como a proteção especificada em 3.2.36 ou 3.2.37. 3.2.40. Para proteção contra curtos-circuitos entre espiras de uma fase no enrolamento do estator de um gerador com ramificações paralelas removidas, deve ser fornecida uma proteção de corrente diferencial transversal de sistema único sem retardo de tempo, atuando como a proteção especificada em 3.2.36. 3.2.41. Para proteger geradores com potência superior a 30 MW de correntes causadas por curtos-circuitos externos desequilibrados, bem como de sobrecarga por corrente de sequência negativa, deve ser fornecida proteção de corrente de sequência negativa, atuando no disparo com duas temporizações (consulte 3.2.45. XNUMX). Para geradores com resfriamento direto dos condutores do enrolamento, a proteção deve ser realizada com uma característica de retardo de tempo escalonado ou dependente. Neste caso, o degrau e as características dependentes nas segundas (maiores) temporizações não devem ser maiores que as características das sobrecargas admissíveis do gerador pela corrente de sequência negativa. Para geradores com resfriamento indireto dos condutores do enrolamento, a proteção deve ser realizada com temporização independente com corrente de disparo não superior à permitida para o gerador quando a corrente de seqüência negativa passar por ele por 2 minutos; um atraso de tempo de proteção mais curto não deve exceder a duração permitida de um curto-circuito bifásico nas saídas do gerador. O trip de sobrecorrente de sequência negativa deve ser complementado com um elemento mais sensível atuando no sinal de tempo definido. A corrente de operação deste elemento não deve ser maior que a corrente contínua de seqüência negativa para este tipo de gerador. 3.2.42. Para proteger geradores com potência superior a 30 MW de curtos-circuitos simétricos externos, deve ser fornecida proteção de sobrecorrente com partida por tensão mínima, realizada por um relé de corrente conectado à corrente de fase e um relé de tensão mínima conectado ao fase-a- tensão de fase. A corrente de disparo da proteção deve ser de cerca de 1,3-1,5 Inom e a tensão de disparo - cerca de 0,5-0,6 Unom. Em geradores com resfriamento direto dos condutores do enrolamento, em vez da proteção especificada, pode ser instalada proteção de distância de um relé. 3.2.43. Para proteger geradores com potência de mais de 1 MW até 30 MW de curtos-circuitos externos, deve-se usar proteção de sobrecorrente com uma partida de tensão combinada, feita com um relé de subtensão conectado à tensão fase-fase e uma tensão de sequência negativa dispositivo de relé de filtro que interrompe o circuito do relé de subtensão. A corrente de disparo da proteção e a tensão de disparo do elemento de tensão mínima devem ser consideradas iguais àquelas especificadas em 3.2.42, a tensão de disparo do dispositivo filtro-relé de tensão de sequência negativa é 0,1-0,12 Unom. 3.2.44. Para geradores acima de 1 kV com potência de até 1 MW, deve ser utilizada proteção de corrente máxima como proteção contra curtos-circuitos externos, conectados aos transformadores de corrente do lado do neutro. A configuração de proteção deve ser selecionada de acordo com a corrente de carga com a margem necessária. Também é possível usar proteção de subtensão simplificada (sem relé de corrente). 3.2.45. A proteção de geradores com potência superior a 1 MW contra correntes causadas por curtos-circuitos externos deve ser realizada de acordo com os seguintes requisitos: 1. A proteção deve ser conectada aos transformadores de corrente instalados nos terminais do gerador no lado neutro. 2. Se houver um seccionamento das barras de tensão do gerador, a proteção deve ser realizada com dois atrasos de tempo: com um atraso menor - para desligar as chaves seccionais e de conexão de barra correspondentes, com um mais longo - para desligar a chave do gerador e extinguir o campo. 3.2.46. Em geradores com resfriamento direto dos condutores do enrolamento, a proteção do rotor contra sobrecarga deve ser fornecida quando o gerador estiver operando com excitação principal e de backup. A proteção deve ser realizada com um atraso de tempo definido ou dependente da corrente e respondendo a um aumento na tensão ou corrente no enrolamento do rotor. A proteção deve agir para abrir o disjuntor do gerador e extinguir o campo. Com um atraso de tempo de proteção menor, o rotor deve ser descarregado. 3.2.47. A proteção do gerador contra correntes devido à sobrecarga simétrica deve ser implementada na forma de proteção de sobrecorrente atuando no sinal com atraso de tempo e usando a corrente de uma fase do estator. Para descarga e, se necessário, para desligamento automático do gerador com resfriamento direto dos condutores do enrolamento em caso de sobrecargas simétricas, é permitido o uso de proteção do rotor, executada de acordo com 3.2.46 e reagindo às sobrecargas do rotor que acompanham as sobrecargas simétricas de turbogeradores. 3.2.48. A proteção contra faltas à terra no segundo ponto do circuito de excitação dos turbogeradores deve ser fornecida em um conjunto para vários (mas não mais que três) geradores com parâmetros próximos dos circuitos de excitação. A proteção deve ser ativada somente quando ocorre uma falha de aterramento em um ponto do circuito de excitação, detectado durante o monitoramento periódico da isolação (ver Cap. 1.6). A proteção deve atuar para abrir o disjuntor do gerador e extinguir o campo em geradores com resfriamento direto dos condutores do enrolamento e sinalizar ou desligar em geradores com resfriamento indireto. 3.2.49. Em turbogeradores com resfriamento direto dos condutores do enrolamento, recomenda-se a instalação de dispositivos de proteção contra operação assíncrona com perda de excitação. Em vez disso, é permitido fornecer a detecção automática do modo assíncrono apenas pela posição dos dispositivos automáticos de supressão de campo. Quando os dispositivos de proteção especificados estiverem em operação ou quando o AGP for desligado em geradores que permitam operação assíncrona, um sinal sobre a perda de excitação deve ser dado. Geradores que não permitem o modo assíncrono, e em condições de falta de potência reativa no sistema, outros geradores que tenham perdido a excitação devem ser desconectados da rede quando os dispositivos especificados (proteção ou extinção automática de campo) estiverem em operação. 3.2.50. A proteção de geradores de até 1 kV com potência de até 1 MW com neutro não aterrado contra todos os tipos de danos e modos anormais de operação deve ser realizada através da instalação de um disjuntor automático com relés máximos ou um disjuntor com proteção de sobrecorrente em um versão bifásica nos terminais. Caso existam terminais do lado do neutro, esta proteção, se possível, deve ser conectada aos transformadores de corrente instalados nestes terminais. Para esses geradores com neutro solidamente aterrado, essa proteção deve ser fornecida na versão trifásica.
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