J.P.C. GUTIERREZ - MANUTENÇÃO INDUSTRIAL/VERIFICAÇÃO DOS RELÉS DIFERENCIAIS DO ALTERNADOR
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| 37 anos de experiência! VERIFICAÇÕES REALIZADAS: |
- Verificação da proteção de sobrecorrente instantânea de fase para enrolamento 1.
- Verificação da proteção de sobrecorrente de tempo definido de fase para enrolamento 1.
- Verificação da proteção de sobrecorrente de tempo inverso de fase para enrolamento 1.
- Verificação da proteção de sobrecorrente instantânea de fase para enrolamento 2.
- Verificação da proteção de sobrecorrente de tempo definido de fase para enrolamento 2.
- Verificação da proteção de sobrecorrente de tempo inverso de fase para enrolamento 2.
- Verificação da precisão da medição dos transformadores de corrente.
- Proteção Diferencial do Gerador Alternador.
- Análise de Relatórios de Eventos e Interface Homem Máquina.
- Saída de frequência de 0 a 1050Hz;
- 8 entradas binárias, 4 saídas binárias;
- Função de autoproteção inteligente;
- Amplificador de potência linear de alta precisão;
- Função de autocalibração de hardware para o usuário;
- Função de software abundante e poderosa;
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- A saída máxima de corrente CA é de 90A, a saída máxima de tensão CA é de 260V;
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TESTES
- teste DC
- teste U/I
- teste de TI
- teste especial
- teste harmônico
- sequência de estado
- teste de oscilação
- Recorrência de falha
- verificação de hardware
- Teste de grupo de configuração
- relé diferencial
- instrumento de medição
- proteção de distância
- Teste de direção de energia
- teste de sincronização
- Proteção de frequência
- Proteção de baixa tensão
- proteção diferencial
- Proteção de sequência zero
- Características de impedância
Um relé diferencial é um relé de proteção do sistema de energia que opera quando a diferença fasorial de duas ou mais quantidades elétricas semelhantes excede um valor pré-determinado. Neste artigo, você aprenderá a proteção diferencial de geradores CA.
Suponha que medimos a quantidade de corrente em ambas as extremidades de cada enrolamento de fase em um gerador trifásico, mostrado no diagrama a seguir:
Como a maioria dos grandes geradores de energia, esta unidade traz os dois terminais de cada enrolamento de fase para pontos externos para que possam ser conectados em configuração Wye ou Delta, conforme desejado. Neste caso particular, os enrolamentos do gerador são conectados em estrela. Contanto que medimos a corrente entrando e saindo de cada enrolamento individualmente, pouco importa se esses enrolamentos do gerador estão conectados em estrela ou triângulo.
Se o circuito for exatamente como desenhado acima, a quantidade de corrente que entra e sai de cada enrolamento de fase deve ser a mesma de acordo com a Lei das Correntes de Kirchhoff. Quer dizer:
IA1 = IA2 IB1 = IB2 IC1 = IC2
Suponha agora que uma das espiras dentro do enrolamento da fase “C” entrasse em contato acidentalmente com a estrutura de metal do gerador, como o que poderia acontecer como resultado de danos no isolamento. Esta falta à terra causará um terceiro caminho para a corrente no enrolamento defeituoso. IC1 e IC2 agora serão desequilibrados por um valor igual à corrente de falha IF:
Outra falha detectável pela Lei das Correntes de Kirchhoff é uma falha de enrolamento fase-fase, onde a corrente flui de um enrolamento para outro. Neste exemplo, uma falha entre as fases B e C no gerador perturba o equilíbrio das correntes de entrada e saída para ambas as fases:
Deve-se notar que a magnitude de uma falta à terra ou uma corrente de falha de enrolamento a enrolamento pode não ser grande o suficiente para representar uma ameaça de sobrecorrente ao gerador, mas a própria existência de um desequilíbrio de corrente em qualquer fase prova que o enrolamento está danificado . Em outras palavras, este é um tipo de falha do sistema que não seria necessariamente detectada por um relé de sobrecorrente (50/51) e, portanto, deve ser detectada por algum outro meio.
O tipo de relé designado para esta tarefa é chamado de relé de corrente diferencial. O código numérico ANSI/IEEE para proteção diferencial é 87. Existem também relés de tensão diferencial, com a mesma designação “87” ANSI/IEEE, tornando-se necessário especificar se a quantidade diferencial em questão é tensão ou corrente sempre que mencionar um “87” retransmissão.
Uma forma simples de proteção de corrente diferencial para este gerador pode ser implementada conectando TCs em ambos os lados de cada enrolamento a bobinas de operação de um relé eletromecânico como este. Para simplificar, será mostrada a proteção para apenas uma fase do enrolamento (C) do gerador. Um sistema prático de relé protetor de corrente diferencial monitoraria a corrente através de todos os seis fios do estator do gerador, comparando as correntes dentro e fora de cada fase:
Se as correntes primárias do TC IC1p e IC2p forem iguais e as relações do TC forem iguais, as correntes secundárias do TC IC1s e IC2s também serão iguais. O resultado será corrente zero46 através da bobina de operação (OC) do relé diferencial.
Se, no entanto, uma falta à terra ou a um enrolamento adjacente se desenvolver em qualquer lugar dentro do enrolamento do estator “C” do gerador, as correntes primárias dos dois TCs se tornarão desiguais, causando correntes secundárias desiguais, causando assim uma quantidade substancial de corrente para flui através da bobina de operação do relé diferencial (OC). Se esta corrente for suficiente para fazer o relé diferencial “partir”, o relé enviará um sinal comandando o disparo do disjuntor do gerador.
Mesmo com o valor de pickup do relé polarizado para evitar disparos desnecessários, ainda é possível que uma forte corrente de fase exigida do gerador provoque o disparo do relé diferencial, devido à impossibilidade de um casamento perfeito entre os dois transformadores de corrente de fase “C” . Qualquer incompatibilidade entre esses dois TCs resultará em uma desigualdade de correntes secundárias que se tornará maior conforme a corrente de fase cresce em magnitude. Correntes de irrupção grandes e ricas em harmônicos 47 ocasionalmente experimentadas quando um grande transformador de potência é inicialmente energizado também podem causar disparos falsos nesta forma simples de proteção diferencial. Não desejamos que este relé diferencial dispare por qualquer condição, exceto por uma falha interna do gerador em seu enrolamento de fase, e assim uma modificação é necessária para fornecer uma característica de operação diferente.
Se modificarmos o relé para ter três bobinas, uma para mover seu mecanismo na direção de trip e duas para ajudar a “restringir” seu mecanismo (trabalhando para manter o mecanismo em sua posição normal de operação), podemos conectar essas bobinas de tal forma maneira que as duas bobinas de restrição48 (RC) são energizadas pelas duas correntes secundárias do TC, enquanto a bobina de operação vê apenas a diferença entre as duas correntes secundárias do TC. Referimo-nos a este esquema como um relé diferencial restrito e o projeto anterior (mais simples) como um relé diferencial irrestrito:
A característica geral de um relé diferencial restrito é desarmar com base na corrente diferencial excedendo uma porcentagem definida da corrente de fase. Esta fotografia mostra três relés diferenciais usados para proteger os enrolamentos de um gerador trifásico em uma usina de turbina a gás. Observe como um relé de corrente diferencial é necessário para proteger cada uma das três fases do gerador:
Não apenas o valor de pickup pode ser ajustado pelo usuário, mas também a inclinação de cada segmento de linha no gráfico, a altura do passo “kneepoint”, etc. Observe como o termo “restrição” ainda é usado na configuração do relé digital, embora tenha se originado em projetos de relés eletromecânicos.