Análisis de la coordinación de protecciones en las centrales eléctricas

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se desarrollo una metodología para el análisis integral de las protecciones mas importantes de una unidad generadora, considerando los limites de operación definidos por la curva de capabilidad del generador. Adicionalmente se estudiaron las principales protecciones de los transformadores de potencia (principal, de arranque y de servicios auxiliares), las protecciones del grupo turbo generador transformador; así como la lógica de disparo de las protecciones en la unidad. Se realizaron los cálculos para el ajuste de las protecciones por bajo voltaje y de verificación de sincronismo, en el sistema de 6.9 kV, para la transferencia de auxiliares por bajo voltaje de una fuente normal, a la fuente de respaldo y viceversa. En otra parte de este trabajo, se desarrolla la metodología para el análisis de las protecciones por sobrecorriente en forma integral de fase y de fase a tierra en los equipos auxiliares. Se utilizaron como herramienta de análisis el simulador de protecciones "PCAP" y la simulación de fallas trifásica y monofásica con el programa de simulación "CEPFA2", considerando los datos reales de una central termoeléctrica, para la selección y ajuste de los dispositivos de protección en los servicios auxiliares. En el sistema de 6.9 kV, se simulan fallas de fase a tierra con y sin resistencias limitadoras en los neutros de los transformadores de arranque y de auxiliares, para observar la operación de las protecciones instaladas para protección de los transformadores. ABSTRACT: In this work the methodology to do a complete analysis of the most important protective devices in a generating unit is developed. The operating limits, as they are defined by the machine's capability curve are considered. Besides, the main protection- of the power transformer, was studied, including the power transformer, the starting and the auxiliary services transformer. The protection of the steam - generator and transformer group are also analyzed, considering additionally trigger logic for the unit protections. In the 6.9 kV system, estimations for useful low voltage protective adjustments and synchronism verification were executed. This is for fast transfer of power station auxiliaries from normal sources to back up sources, the way to perform this job is shown in this work. The adjustment for low voltage and verification of the synchronism protective devices at 6.9 kV were studied too. In another part of this work, a methodology is developed for analyzing overcurrent protective devices as a whole, considering phase to phase and phase-to-ground at auxiliary services. Two digital programs "PCAP" and "CEPFA2" were used as tools to analyze this problem. Real data for selection and protective device adjustments of a thermal plant were considered. Phase-to-ground studies were done in a 6.9 kV system, involving limiting resistances at starting transformers and auxiliary services neutral for analyzing their performance.