Proteção de relé de máquinas síncronas

Máquinas elétricas síncronas são máquinas de corrente alternada, geralmente trifásicas. Como a maioria dos conversores eletromecânicos, eles podem operar nos modos gerador e motor. Um modo especial de operação de uma máquina síncrona é o modo de compensação de potência reativa. Máquinas especiais projetadas para esse fim são chamadas de compensadores síncronos.

Apesar da reversibilidade fundamental dos motores e geradores síncronos, eles geralmente possuem características de projeto que raramente possibilitam o uso de motores como geradores e vice-versa.

geradores danificados

Danos no enrolamento do estator:

• Curtos-circuitos multifásicos;

• Falhas à terra monofásicas (se aplicável);

• Falhas Gêmeas à Terra;

• Curto-circuito entre espiras de uma fase (para geradores síncronos com ramificações paralelas de saída).

Falha no enrolamento do rotor (no enrolamento de campo):

• Aterramento (corpo do rotor) em um ponto;

• Aterramento em dois pontos do circuito de excitação.

Modos de operação anormais dos geradores

• Sobrecarga do estator de um gerador síncrono (simétrico e assimétrico).

• Sobrecargas em caso de curto-circuito externo.

• Aumento da tensão nos terminais do enrolamento do estator.

• Modo assíncrono.

Requisitos para proteção de relé de geradores

Seletividade — a proteção deve desligar o gerador apenas nas faltas e modos que representam um perigo real para o gerador.

produtividade — reduzir o grau de falha da máquina e evitar a operação paralela instável de geradores e sistemas.

Sensibilidade — em todos os tipos de falhas em um gerador síncrono, bem como em curtos-circuitos de elementos adjacentes para apoiar as proteções e interruptores desses elementos em caso de falha. A defesa deve funcionar não só em Q, mas também em um dispositivo AGP para interromper a corrente de curto-circuito enviada pelo próprio gerador.

Desligamento atual sem atraso de tempo

É utilizado como proteção principal para geradores com potência inferior a 1 MW contra curtos-circuitos multifásicos no enrolamento do estator. Instalado na lateral dos terminais do barramento.

Proteção diferencial longitudinal

É utilizado como proteção principal para geradores acima de 1 MW contra curtos-circuitos polifásicos no enrolamento do estator.

O TA é instalado no lado do barramento e no lado neutro.

Cálculo dos parâmetros da proteção diferencial longitudinal

Corrente de proteção:

Normalmente, dependendo da potência do gerador, a corrente de disparo da proteção está na faixa:

Teste de sensibilidade de proteção:

Proteção diferencial transversal

É utilizado como proteção principal para geradores com potência superior a 1 MW contra curto-circuito por volta. Mantém a proteção diferencial longitudinal em caso de curto-circuito multifásico no enrolamento do estator.

Circuito de proteção diferencial transversal de relé único

O transformador de corrente é instalado em um circuito entre dois pontos zero de ramos paralelos do enrolamento do estator conectados em estrela.

Filtro ZF para ajuste de harmônicos mais altos fluindo no circuito neutro, múltiplos de três.

Proteção contra faltas à terra no enrolamento do estator de geradores ou seus terminais

1. Proteção direcional de corrente para geradores operando em unidade com transformador em rede com neutro isolado.

2. Proteção de falta à terra usando componentes de baixa frequência de bens de consumo gerados por uma falha de arco intermitente para geradores em rede com neutro compensado.

3. Proteção de falha de aterramento para geradores operando em rede com neutro aterrado resistivamente.

4. Sinalização em caso de aterramento monofásico de tensão de seqüência zero.

Proteção de falta à terra para geradores operando em redes com neutro isolado ou aterrado por ressonância

A proteção de terra tem uma "zona morta" de cerca de 5% da resistência do enrolamento do estator para um curto-circuito próximo de zero (ponto K2). Os valores 3U0, 3I0 são proporcionais ao número de voltas de fase entre o neutro e o local da falta.

Alarme de falta à terra monofásica em tensão de sequência zero

Proteção de falta à terra para geradores operando em uma rede neutra resistiva aterrada

Proteção contra aterramento secundário no enrolamento do rotor

Distribuição de tensão no enrolamento do rotor em caso de faltas à terra.

Circuito de proteção do gerador contra curto-circuito em dois pontos do circuito de excitação

(a) esquema de excitação; b) circuitos de corrente de operação

Bloqueio de sobretensão contra sobretensão

• Projetado para proteger geradores de sobrecorrente durante curtos-circuitos externos.

• Adequado para geradores com potência inferior a 30 MW.

• É realizado em duas etapas.

Circuito de bloqueio de surto

a) circuitos de corrente; b) circuitos de tensão; c) circuitos de corrente de operação

Proteção contra sobrecorrente de sequência negativa

• É usado para geradores com potência de 30-60 MW.

• Projetado para proteger geradores de curtos-circuitos assimétricos externos.

a) circuitos de corrente; b) circuitos de tensão; c) circuitos de corrente de operação

Proteção de distância do gerador

• É usado para geradores com potência superior a 60 MW.

• Projetado para proteger geradores de curtos-circuitos assimétricos externos.

A resistência da operação de proteção é selecionada de acordo com a condição de ajuste da carga máxima na tensão operacional mínima:

Circuito de proteção de distância do gerador

Proteção do gatilho:

Proteção contra surtos

Instalado em geradores hidrelétricos:

Instalado em geradores de turbina com capacidade de 160 MW e acima:

Proteção do gerador contra modos assíncronos

Tipos de geradores de AR

1. Com excitação total ou parcial.

2. Sem emoção.

O princípio de proteção de geradores de modos assíncronos - remotamente, a resistência do gerador é monitorada.

Proteção do motor

Danos em motores elétricos:

• faltas à terra monofásicas;

• Fechamentos entre voltas de uma fase;

• curtos-circuitos de fase.

Modos anormais de operação do ED:

• Sobrecarga com correntes superiores à nominal;

• Sobrecarga do atuador.

Proteção multifásica contra curto-circuito

Circuito de proteção instantânea de sobrecorrente

Proteção de baixa tensão

A partida automática dos motores pode não ocorrer se a pressão dos pneus for menor:

Circuito de proteção de subtensão com relé direto:

Proteção de motores elétricos síncronos contra queda de uma rede síncrona: