Proteção do gerador
O Proteção de O gerador são os mais complexos e demorados pelos seguintes motivos:
- O gerador é uma grande máquina conectada a barramentos. Estes incluem transformadores de bloco, transformadores auxiliares e um sistema de barramento.
- Possui um sistema de excitação, uma máquina de acionamento, um gerador de tensão Controlador, sistema de refrigeração, etc., portanto não é um único dispositivo. A proteção do gerador deverá ser adaptada aos dispositivos associados.
- É um dispositivo caro e importante. Se possível, não deve ser desligado, pois isso causaria queda de energia e emergência.
No sistema unitário de conexão do gerador, o gerador é conectado ao lado de baixa tensão da rede principal. aumentar transformador (GT) e a AGO de Unidade transformadora auxiliar (UAT). O lado de alta tensão do transformador principal é conectado ao barramento por meio de um quadro de distribuição, de onde a eletricidade é alimentada na rede. O UAT alimenta o equipamento auxiliar que está diretamente conectado à unidade. O gerador e o transformador gerador principal (GT) formam uma equipe, e cada unidade possui caldeira, turbina, condensador e outros sistemas auxiliares.
Ao escolher o esquema para o Proteção de geradoresAlém da segurança do gerador, também deve ser levada em consideração a segurança de todo o sistema e a estabilidade do sistema em caso de falha no gerador.
Portanto, um gerador é um dispositivo caro que requer proteção contra uma variedade de possíveis falhas.
Erro do gerador
Alguns dos erros importantes do gerador são:
Condições operacionais anormais
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Falha do motor principal
Se a entrada para o motor principal falhar, o gerador funciona como Motor síncrono e retira eletricidade da rede de abastecimento. Esta condição do motor é chamada “corrida reversa”.
Com um turbogerador, a perda de fornecimento de vapor pode causar funcionamento reverso. À medida que o fornecimento de vapor é gradualmente restaurado, o gerador assume a carga sem perturbar o sistema. Se a falha no fornecimento de vapor for prolongada, o gerador será desligado com segurança e esta condição é relativamente inofensiva. Portanto, nenhuma proteção automática é necessária.
Os hidrosets são protegidos contra reversão Dispositivos mecânicos na roda d'água. O gerador é desconectado do sistema quando o fluxo de água cai para um nível baixo para manter a produção elétrica. Portanto, nenhuma proteção elétrica é necessária neste caso.
Falha de campo
A probabilidade de falha no campo do gerador é muito baixa. Nas máquinas modernas existe um Relé de falha de campo está empregado.
A abertura da chave de campo ou do disjuntor de campo pode resultar em falha ou perda de campo. Nesses casos, o gerador perde a excitação do campo, acelera ligeiramente e atua como Gerador de induçãoonde a excitação é derivada do sistema e a energia é fornecida com um fator de potência adiantado. Nesta condição, as correntes do estator podem subir acima da classificação média da máquina e superaquecer o enrolamento do estator.
Proteção contra sobrecorrente
A sobrecorrente ocorre principalmente devido à falha parcial do Isolamento de enrolamento ou sobrecarga do sistema de abastecimento. Em sistemas elétricos onde as correntes aumentam e a corrente flui, a sobrecorrente surge como uma ameaça potencial. A sobrecorrente, caracterizada pela descarga excessiva de corrente elétrica além dos limites seguros, pode destruir equipamentos, interromper operações e até mesmo representar riscos significativos à vida e à propriedade. Para domar este inimigo formidável, a engenharia elétrica desenvolveu um mecanismo de defesa robusto conhecido como proteção contra sobrecorrente.
Proteção contra excesso de velocidade
A sobrevelocidade ocorre quando toda ou a maior parte da carga é perdida repentinamente. Nesses casos, a válvula que controla a entrada de vapor ou água é desligada por dispositivos mecânicos; Isto evita excesso de velocidade perigoso.
Proteção contra sobretensão
Uma sobretensão em um gerador pode ocorrer quando o A velocidade do motor principal aumenta Muito sensível a flutuações de velocidade devido a uma perda repentina de carga no gerador ou devido a defeitos. O inspetor verifica continuamente o excesso de velocidade e, assim, evita sobretensão no grupo gerador.
Para geradores hidrelétricos, quando a tensão gerada sobe 20% acima do valor nominal/normal, o relé de sobretensão aciona a chave principal do gerador e a chave de campo do gerador.
Proteção contra carregamento incorreto
Carregamento desequilibrado significa que existem diferentes correntes de fase no gerador. Esse fenômeno ocorre a partir do Faltas à terra ou falhas de fase no circuito fora do geradorSe as correntes desequilibradas persistirem, elas poderão queimar gravemente o núcleo do rotor ou danificar o enrolamento de campo.
Condições de desequilíbrio resultam em correntes de sequência negativa que criam um campo de reação de armadura que gira na direção oposta ao rotor e cria um fluxo que flui através do rotor com o dobro da velocidade de rotação. Portanto, correntes de interferência com o dobro da frequência da máquina estão contidas no corpo do rotor. Enrolamento de campo e enrolamento amortecedorEsses fluxos levar ao superaquecimento do estator.
vibração
A vibração é causada pelo superaquecimento do rotor ou por um defeito ou anormalidade mecânica. O superaquecimento do rotor é causado por correntes de estator desequilibradas ou falhas à terra do rotor. O superaquecimento deforma o rotor, causando excentricidade. A corrida excêntrica cria vibrações. A proteção contra correntes desequilibradas do estator e falhas à terra do rotor minimiza as vibrações. Um medidor de vibração também é usado para detectar o impulso causado por causas elétricas ou mecânicas. Se houver vibração excessiva, um alarme será acionado.
Superaquecimento dos rolamentos
A temperatura do rolamento é ajustada introduzindo um Sensor de temperatura em um buraco naquela direção. Em máquinas grandes onde o óleo lubrificante circula pelo caminho, um dispositivo de fluxo de óleo é usado para detectar a falha do sistema de resfriamento de óleo. Um alarme é acionado se o curso superaquecer ou houver falha na circulação do óleo lubrificante.
Falha no regulador de tensão
Os reguladores automáticos de tensão modernos e de reação rápida são muito complexos. Eles são suscetíveis a falhas de componentes. Dispositivos de proteção adequados são fornecidos para evitar sua falha. É um relé de sobrecorrente temporizado DD.C. que é ativado quando há sobrecorrente no circuito do rotor por um período de tempo que excede um limite prescrito. Em tal situação, a excitação é comutada para um valor pré-determinado para controle manual.
A tensão do regulador de tensão é fornecida através de um separado Conversor de voltagem. A proteção contra falha da tensão de referência do controlador é garantida pelo uso de um relé de compensação de tensão que compara a tensão derivada do transformador de medição com a tensão do Transformador regulador de tensãoQuando o regulador de tensão é operado manualmente com base na tensão de referência, o relé é ativado e muda a excitação para controle manual para um valor predefinido.
Falha no enrolamento do estator
- Erro fase-terra
Erro do rotor
- Falhas à terra armazenadas
- Perda de excitação
- Superaquecimento do rotor devido a correntes trifásicas desequilibradas do estator
Sistemas de proteção
Um gerador moderno geralmente é equipado com os seguintes mecanismos de proteção.
Proteção do estator
- Proteção diferencial percentual (para faltas fase-fase, faltas trifásicas e faltas fase-terra até aproximadamente 85% dos enrolamentos).
- o grau de proteção contra falta à terra
- Proteção contra curto-circuito no enrolamento do estator
- Proteção contra superaquecimento do estator
Proteção do rotor
- Proteção contra falta à terra em campo
- Perda de proteção de excitação
- Proteção contra superaquecimento do rotor devido a correntes trifásicas desequilibradas do estator.
Conclusão
Em resumo, o papel dos “Guardiões dos Geradores” na segurança dos geradores é fundamental para garantir o fornecimento de energia ininterrupto e proteger as infra-estruturas críticas. Esses sistemas vigilantes utilizam tecnologias avançadas como monitoramento remoto, mecanismos de desligamento automático e manutenção preditiva para mitigar riscos potenciais e otimizar o desempenho do gerador. Ao identificar proativamente falhas, mau funcionamento ou anomalias, os Generator Guardians evitam falhas dispendiosas e reduzem o tempo de inatividade, contribuindo, em última análise, para melhorar a eficiência operacional e reduzir os custos de manutenção. A proteção dos geradores é fundamental em vários setores, desde hospitais e data centers até instalações fabris e áreas residenciais, pois impacta diretamente as atividades diárias e a segurança. Adotar e investir nestes sistemas de proteção avançados é uma abordagem prudente para garantir um cenário de produção de energia fiável e sustentável para o futuro.
