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PRCTICA PROTECCIONES DE GENERADORES

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Diana Carolina Hernndez Gonzlez [email protected] Jess David Gmez Prez [email protected] Noviembre de 2013

1. Diagrama Unifilar y datos del sistema

_____

_____

Lneas

_____

Datos del Generador

Potencia (MVA) 45,7

Tensin Nominal (kV) 13,8

Xd(%) 1,24

Xd'(%) 0,27

Xd"(%) 0,23

Soportabilidad de corriente de secuencia negativa permanente

Soportabilidad de corriente de secuencia negativa temporal

Resistencia de puesta a tierra del neutro (Ohmios) 700

Datos del Transformador

Potencia (MVA) 45,7

Tensin Nominal lado alta tensin (kV) 13,8

Tensin Nominal lado alta tensin (kV) 110

Zcc (%) 14


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Datos las lneas de transmisin

Longitud Lnea 1 (km) 30

Longitud Lnea 2 (km) No Aplica (NA)

Zlnea (ohm/km) 0.4902

ngulo de la lnea 75

Datos Transformador de corriente y Tensin

Relacin de transformacin CTs 2000/1

Relacin de transformacin PTs Fases 13800/120

Relacin de transformacin transformador de puesta a tierra NA

2. PRCTICA No. 1. Proteccin de distancia

Teniendo en cuenta los datos del numeral 1, definir los criterios de proteccin, calcular los ajustes

y parametrizar estos ajustes para un rel siemens 7UM62.

Criterio:

Zona 1 (Z1)

Se recomienda un alcance mximo de hasta el 80% de la impedancia del transformador

elevador con un tiempo de operacin entre 100 ms y 300 ms.

Zona 2 (Z2)

Se recomienda como la suma de todas las impedancias hasta la barra del lado de alta tensin,

multiplicada por un factor de seguridad recomendado de 1.05 y con un tiempo de operacin

mayor o igual a 800 ms, verificando que fallas trifsicas y monofsicas de hasta 5 ohmios en la

barra de alta tensin sean despejadas.


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Ecuaciones tiles:

Relacin para convertir impedancia entre dos lados distintos de un transformador:

Relacin para convertir impedancia a ohmios secundarios:

( )

RCT: Relacin de transformacin del transformador de corriente.

RPT: Relacin de transformacin del transformador de tensin.


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Diana Carolina Hernndez Gonzlez [email protected] Jess David Gmez Prez [email protected] Noviembre de 2013 Parametrizacin:

Ajustes:

21 # 1Diameter Ohm=

Off set=

21# Impedance angle degrees=90

21#1 DELAY=18 Ciclos

El resto de ajuste disable


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Diana Carolina Hernndez Gonzlez [email protected] Jess David Gmez Prez [email protected] Noviembre de 2013 3. PRCTICA No. 2. Proteccin de sobreexcitacin (V/Hz)

Teniendo en cuenta los datos del numeral 1, definir los criterios de proteccin, calcular los

ajustes y parametrizar estos ajustes para un rel SEL300G. Utilizar un elemento de tiempo

definido y una curva de tiempo inverso.

Criterio:

Ecuaciones tiles:


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Como no se tiene la curva de V/Hz del generador se empleara dos etapas de tiempo definido.

Para la caracterstica de dos etapas de tiempo definido, la norma recomienda ajustar la etapa

1 en el 110% de la relacin V/Hz nominal, con un retardo de entre 45 s y 60 s; y la etapa 2,

entre el 118% y el 120% de la relacin V/Hz nominal, con un retardo de entre 2 s y 6 s. Por lo

tanto escogeremos:

Etapa 1 110% con un retardo de 60s

24D2P1=110% V/Hz nominal

24D2D1=50s

24D2P2=118% V/Hz nominal

24D2D2=5s

24CCS = DD

24CR=240s tiempo de reposicin de la proteccin.

4. PRCTICA No. 3. Proteccin de baja tensin


ajustes y parametrizar estos ajustes para un rel Beckwith M-3425.

La norma IEEE St C37.102-2006 en su anexo A.2.13, recomienda la implementacin de alguno de los siguientes esquemas de baja tensin: a) Un elemento instantneo con un pickup del 70% del voltaje nominal y un elemento de tiempo inverso con un ajuste del 90% del voltaje nominal y una curva con un tiempo de disparo aproximado de 9,0 s.

b) Dos elementos de tiempo definido. La primera etapa con un ajuste del 90% del voltaje nominal del generador con un tiempo entre 10 y 15 s. La segunda etapa ajustada a un 80% de la tensin nominal con un tiempo de retardo de 2,0 s.


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Diana Carolina Hernndez Gonzlez [email protected] Jess David Gmez Prez [email protected] Noviembre de 2013 Se emplear para el ajuste, el criterio b y se ajusta el rel con voltaje fase tierra y valores RMS. Primera etapa: 27#1 Pick up=(0.9*120V)/ raz(3)=62.3 V (Voltaje fase tierra) 27 #1 DELAY=600 ciclos Segunda etapa: 27#2 Pick up=(0.8*120V)/ raz(3)=55.425 V (Voltaje fase tierra) 27 #2 DELAY=120 ciclos

5. PRCTICA No. 4. Proteccin de potencia inversa


ajustes y parametrizar estos ajustes para un rel Beckwith SEL 300G.

Se recomienda ajustar el arranque de la funcin de potencia inversa de este generador en el

1% de la potencia nominal del generador.

32P1P=0.01 p.u

El ajuste del tiempo de retardo de esta funcin debe coordinar con el mximo tiempo permisible de motorizacin de la turbina y de sincronizacin de la unidad adems de permitir oscilaciones de potencia normales en el sistema sin causar disparos indeseados. De acuerdo con lo anterior, la norma indicada recomienda tiempos de retardo de hasta 30 s en turbinas de vapor. 32P1D=30 s

32P2P=off


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32PTC= 1 (seal lgica)

6. PRCTICA No. 5. Proteccin de prdida de excitacin


ajustes y parametrizar estos ajustes para un rel GENERAL ELECTRIC G60. Recordar que los

ajustes del rel son en ohmios secundarios.

Ecuaciones tiles:


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FUNCTION = ENABLED

SOURCE = 1

V 13,8 Voltios S 45,7 MVA Zb_primario 4,16717724 p.u OHM

Xd_primario 1,24 p.u 5,16729978

Xd'_primario 0,27 p.u 1,12513786

Xd''_primario 0,23 p.u 0,95845077

OHM

Zb Secundario 72,4726477

Xd_Secundario 89,8660832

Xd'_Secundario 19,5676149

Xd''_Secundario 16,668709

OHM

C1 46,0201313


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R1 36,2363239

C2 54,716849

R2 44,9330416

CENTER 1 = 46.02 ohm

RADIUS 1 = 36.23 ohm

EXCITATION V SUPV 1 = Enabled (1)

DELAY 1 = 0.10 s

CENTER 2 = 54.72 ohm

RADIUS 2 = 44.93 ohm

EXCITATION V SUPV 2 = Enabled (1)

DELAY 2 = 0.50 s (De acuerdo a lo recomendado por el manual del rel)

UV SUPV = 0.7 pu (De acuerdo a lo recomendado por el manual del rel)

BLK = Off

7. PRCTICA No. 6. Proteccin de sobrecorriente de secuencia negativa


ajustes y parametrizar estos ajustes para un rel Beckwith M-3425.

Criterio:


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Mximo valor de I2/IN para operacin continua


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46IT TIME DIAL= 20

8. PRCTICA No. 7. Proteccin de prdida de sincronismo


ajustes y parametrizar estos ajustes para un rel Beckwith M-3425. Asumir un nivel de

cortocircuito equivalente.

Ecuaciones tiles:


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Se considera una impedancia equivalente del sistema, Xs=0.7899 Ohms primario

DIMETRO = 54.35 ohm

OFFSET = -39.14 ohm

BLINDER IMPEDANCE = 8.64 ohm

IMPEDANCE ANGLE = 90

DELAY = 4 cycles

TRIP = Enabled

POLE SLIP COUNT = 1 slips

POLE SLIP RESET TIME = 120 cycles

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