Preguntas e respostas sobre protección de microordenador e dispositivos automáticos Explicando as funcións nucleares e os elementos esenciais da aplicación

Que é un dispositivo de protección por microordenador?

Resposta: Un dispositivo de protección por microordenador é un dispositivo automático que pode detectar fallos ou condicións de funcionamento anómalas no equipo eléctrico dentro dun sistema de enerxía, e actuar para abrir interruptores ou emitir sinais de alarma.

Cúales son as funcións básicas da protección por microordenador?

Resposta:

• Isolar automaticamente, rapidamente e selectivamente o equipo con fallos do sistema abrindo interruptores, asegurando que o equipo sen fallos reanude a súa operación normal rapidamente e evitando danos adicionais ao equipo con fallos.

• Detectar condicións de funcionamento anómalas do equipo eléctrico, e baseándose nos requisitos de mantemento operativo, activar sinais de alarma ou desconectar o equipo que podería ser danado ou desenvolverse en fallos se continúa en servizo. A protección de rele que responde a condicións anómalas xeralmente non require acción inmediata e pode incluír un retardo temporal.

Cúales son os requisitos fundamentais para a protección por microordenador?

Resposta: A protección por microordenador xoga un papel crítico na garantía da operación segura, estable e fiable dos sistemas de enerxía e na limpeza rápida de fallos. Polo tanto, a protección de rele debe cumprir os seguintes requisitos:

• Selectividade: Cando ocorre un fallo no sistema, o dispositivo de protección só debe isolar o equipo con fallos, asegurando que o equipo sen fallos continue a funcionar, minimizando así a área de interrupción e logrando unha operación selectiva.

• Velocidade: Despois dun fallo no sistema, se o fallo non se elimina rapidamente, pode escalarse. Por exemplo, durante un curto circuito, a tensión desciende significativamente, provocando que os motores próximos ao punto de fallo disminuían a súa velocidade ou pararan, interrompendo a produción normal. Ademais, os xeradores non poden entregar enerxía durante un fallo, o que pode levar á inestabilidade do sistema. Ademais, o equipo con fallos sufre correntes de fallo elevadas, sufrindo danos mecánicos e térmicos graves. Cuanto máis tempo persista a corrente de fallo, máis graves serán os danos. Polo tanto, despois dun fallo, o sistema de protección debe actuar o máis rápido posible para isolar o fallo.

• Sensibilidade: O dispositivo de protección debe detectar fiabelmente fallos e condicións anómalas dentro da súa zona protegida. Isto significa que debe funcionar sensiblemente non só durante cortocircuitos metálicos trifásicos nas condicións de operación máxima, senón tamén durante cortocircuitos bifásicos con alta resistencia de transición nas condicións de operación mínima, mantendo suficiente sensibilidade e funcionamento fiábel.

• Fiabilidade: A fiabilidade dun sistema de protección é crucial. Non debe fallar cando ocorra un fallo dentro da súa zona de protección, nin debe funcionar incorrectamente cando non exista fallo. Un dispositivo de protección non fiable, unha vez en servizo, podería converterse nunha fonte de accidentes expandidos ou incluso directos.

Describe brevemente as proteccións basadas en microordenador utilizadas para transformadores e as súas respectivas funcións.

Resposta: Os transformadores son equipos vitais nos sistemas de enerxía. Os seus fallos afectan gravemente a fiabilidade do suministro de enerxía e a operación normal do sistema. Os transformadores de gran capacidade tamén son extremadamente valiosos, polo que deben instalarse dispositivos de protección con rendemento excelente e alta fiabilidade en función da capacidade e importancia do transformador.

Os fallos de transformadores poden clasificarse en fallos internos e externos dentro do tanque.

• Os fallos internos do tanque inclúen principalmente: Cortocircuitos entre fases, cortocircuitos entre espiras e fallos de terra monofásico. As correntes de cortocircuito xeran arcos que poden queimar bobinas, aislamentos e o núcleo, e poden causar una vaporización intensa do aceite do transformador, levando potencialmente a explosións do tanque.

• Os fallos externos do tanque inclúen: Cortocircuitos entre fases e fallos de terra monofásico en bornes e conductos de salida.

• As condicións de funcionamento anómalas inclúen: Sobrecorrente debido a cortocircuitos externos, sobrecarga debido a varias razóns e nivel baixo de aceite dentro do tanque.

Basándose nestes tipos de fallos e condicións anómalas, deben instalarse os seguintes dispositivos de protección:

• Protección de gas (Buchholz) para cortocircuitos internos do tanque e nivel baixo de aceite.

• Protección diferencial longitudinal ou protección de sobrecorrente instantánea para cortocircuitos multifásicos en bobinas e conductos, fallos de terra en bobinas e conductos en sistemas de aterramento de alta corrente e cortocircuitos entre espiras.

• Protección de sobrecorrente (ou protección de sobrecorrente con arranque de voltaxe composta ou protección de corrente negativa de secuencia) para cortocircuitos externos entre fases, como respaldo para a protección de gas e diferencial (ou sobrecorrente instantánea).

• Protección de corrente de secuencia cero para fallos de terra externos en sistemas de aterramento de alta corrente.

• Protección de sobrecarga para sobrecargas simétricas, etc.

Qué proteccións están instaladas para unha unidade xerador-transformador (gen-transformador) de 600MW?

Resposta:

• Protección diferencial da unidade xerador-transformador

• Protección diferencial longitudinal do xerador

• Protección diferencial principal do transformador

• Protección de perda de excitación do xerador

• Protección de fora de paso do xerador

• Protección de potencia inversa do xerador

• Protección de frecuencia baixa do xerador

• Protección de sobreexcitación

• Protección de fallo de terra do estator do xerador

• Protección de sobrecorrente do xerador

• Protección de sobrecorrente de secuencia negativa inversa do xerador

• Protección de sobrecarga do estator do xerador

• Protección de perda de auga do xerador

• Protección de corrente de secuencia cero do punto neutro do transformador principal

• Protección de gas (Buchholz) do transformador principal

• Protección de liberación de presión do transformador principal

Qué diferencias hai entre a protección diferencial e a protección de gas do transformador principal? Ambas proteccións poden detectar fallos internos do transformador?

Resposta: A protección diferencial é a protección primaria para transformadores; a protección de gas é a protección principal para fallos internos do transformador.
El rango de protección de la protección diferencial cubre el equipo eléctrico primario entre los transformadores de corriente de todos los lados del transformador principal, incluyendo:

• Cortocircuitos multifásicos en los conductores y bobinas del transformador

• Cortocircuitos severos entre espiras

• Fallos de terra en los conductores de bobinas en sistemas de aterramento de alta corrente

• O rango de protección da protección de gas inclúe:

• Cortocircuitos multifásicos internos no transformador

• Cortocircuitos entre espiras, e cortocircuitos entre espiras e o núcleo ou a carcasa exterior

• Fallos no núcleo (como sobrecalentamiento e danos)

• Nivel baixo de aceite ou fuga de aceite

• Contacto pobre en interruptores de derivación ou soldaduras defectuosas de conductores

A protección diferencial pode instalarse en transformadores, xeradores, barras y liñas de transmisión, mentres que a protección de gas é única para transformadores.
Para fallos internos do transformador (excepto cortocircuitos entre espiras menores), ambas proteccións pueden responder. Debido a que los fallos internos causan movimiento de aceite y aumento de la corriente primaria, ambas protecciones pueden activarse. Cuál opera primero depende de la naturaleza del fallo.

Qué tipos de fallos protegen la sobrecorrente de secuencia cero del punto neutro del transformador principal, la sobrecorrente de gap y la sobrecorriente de secuencia cero? Cuáles son los principios de configuración?
Resposta: La protección de sobrecorrente de secuencia cero del punto neutro del transformador principal, la sobrecorrente de gap y la sobrecorriente de secuencia cero están diseñadas para proteger contra fallos de tierra en las líneas de salida propias del equipo. Generalmente, sirven como protección de respaldo para fallos de tierra en el sistema de 110-220 kV en el lado de alta tensión del transformador. La protección de corriente de secuencia cero se utiliza cuando el punto neutro del transformador está a tierra; la protección de voltaje de secuencia cero se utiliza cuando el punto neutro está sin tierra; y la protección de sobrecorrente de gap se utiliza cuando el punto neutro del transformador está a tierra a través de un gap de chispa.

La protección de sobrecorrente de secuencia cero tiene una corriente de arranque pequeña, generalmente alrededor de 100 A, con un tiempo de operación de unos 0,2 segundos. La protección de sobrevoltaje de secuencia cero generalmente se configura en el doble del voltaje nominal de fase. Para evitar sobretensiones transitorias durante la conexión monofásica a tierra, el retardo de tiempo suele estar configurado en 0,1-0,2 segundos. La longitud del gap de chispa en el punto neutro del lado de 220 kV de un transformador es generalmente de 325 mm, con un voltaje de rotura RMS de 127,3 kV. Cuando el voltaje neutro supera el voltaje de rotura, el gap se rompe, permitiendo que fluya la corriente de secuencia cero a través del punto neutro. El tiempo de protección se configura a 0,2 segundos.

Qué son la protección primaria y la protección de respaldo?

Resposta: A protección primaria refírese á protección que, ante un fallo de cortocircuito, cumpre os requisitos de estabilidade do sistema e de seguridade do equipo, e selecciona e actúa para eliminar fallos no equipo e na liña protexida.
A protección de respaldo refírese á protección que elimina fallos cando a protección primaria ou o interruptor fallan en actuar.

Cuál é a función da excitación forzada do xerador?

Resposta:

• Mejora la estabilidad del sistema de energía.

• Permite una rápida recuperación de la tensión después de la eliminación del fallo.

• Mejora la confiabilidad de la operación de la protección de sobrecorrente con retardo de tiempo.

• Mejora las condiciones de autoarranque de los motores durante los fallos del sistema.