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sábado, 10 de julio de 2021

Protección contra retorno de potencia activa (ANSI 32 P) y reactiva (ANSI 32 Q)



1.- Protección contra retorno de potencia activa (código ANSI 32 P)

Este tipo de protección permite detectar una inversión del signo de la potencia activa en ausencia de defecto eléctrico. Se utiliza especialmente para:

evitar que una planta industrial con generación interna suministre energía a la empresa de servicios públicos.

proteger un motor, desconectado de su fuente de alimentación, contra el funcionamiento como generador cuando es impulsado por su carga.

proteger un generador para que no funcione como motor, lo que puede dañar la máquina motriz.


1.1.- Protección contra retorno de potencia activa en una central de producción autónoma

Los retornos de la potencia activa pueden deberse a un corte en el suministro de energía de la red pública o a un reenganche automático de alta velocidad o retardado en la subestación eléctrica del distribuidor.

Cuando esto sucede, la planta industrial de generación autónoma  alimenta a los clientes del distribuidor de servicios públicos.

Algunas de las consecuencias son:

- sobrecarga en la planta de generación autónoma;

- selectividad defectuosa si se produce un error después de la inversión del signo de potencia activa.

La protección determina la potencia activa P al nivel del juego de barras principal de la subestación de consumo y la compara con un umbral -Pset│.

La protección se activa si: P < -│Pset

Incluye un retardo a tiempo constante.


1.1.1.- Indicación de las regulaciones:

InCT: calibre de los transformadores de corriente

UnVT: calibre de los transformadores de tensión

Sin retardo de tiempo (acción instantánea).


1.2.- Protección contra el funcionamiento como generador de los motores asíncronos

Cuando hay un corte en el suministro eléctrico, los motores síncronos, impulsados por la inercia de la carga, operan como generadores. Estos alimentan la red durante el tiempo que corresponde a la extinción del flujo.

Durante un corte de corta duración, por ejemplo, durante un ciclo reenganche automático rápido (1 segundo) o retardado (15 segundos), es importante desconectar los motores de la red para que los motores se vuelvan a energizar en condiciones óptimas. Debe evitarse cualquier riesgo de acoplamiento en oposición de fase, ya que esto provocaría transitorios eléctricos y fenómenos mecánicos que pueden dañar el motor.

La protección determina la potencia activa P del motor y la compara con un umbral -Pset│.

La protección se activa si: P < -│Pset

Incluye un retardo a tiempo constante.


1.2.1.- Indicación de las regulaciones:


Retardo de tiempo = 1 segundo.


1.3.- Protección de generadores contra el funcionamiento como motor.

Cuando ocurre un fallo en el sistema motriz del generador (turbina, grupo diésel, etc.), el generador funciona como un motor síncrono pudiendo dañar el sistema motriz.

La protección determina la potencia activa P del generador y la compara con un umbral Pset establecido

La protección se activa si P > Pset


1.3.1.- Indicación de las regulaciones:

El umbral de ajuste Pset está fijado:

- entre el 5% y el 20% de la potencia nominal para un grupo diésel

- entre el 1% y el 5% de la potencia nominal para una turbina.

La temporización es superior o igual a 1 segundo.


2.- Protección contra retorno de potencia reactiva (código ANSI 32 Q)

Esta protección se utiliza para detectar una pérdida de excitación de las máquinas síncronas conectadas a la red.

La excitación de las máquinas síncronas se realiza mediante una corriente continua que circula a través del rotor llamado inductor y está controlada por un regulador de excitación.

La pérdida de excitación de una máquina síncrona es debida a un defecto en el circuito del rotor (corte, cortocircuito, etc.).

Al producirse una pérdida de excitación, la máquina compensa la caída de la potencia magnetizante absorbiendo la potencia reactiva en la red. Por tanto, la potencia reactiva de la máquina es negativa. La protección detecta la inversión del signo de la potencia reactiva de la máquina.

La pérdida de excitación de un generador previamente conectado a la red provoca su desincronización con la red. A continuación, funciona de forma asincrónica a una velocidad ligeramente superior. Esto da como resultado un aumento de temperatura en el estator porque la corriente reactiva puede ser alta y un aumento de temperatura en el rotor que no está dimensionado para corrientes inducidas.

La pérdida de excitación de un motor síncrono provocará una interrupción en su sincronismo, lo que hará que funcione de forma asíncrona. Una alta corriente inducida circulará en el rotor y hará que se caliente.


2.1.- Principio

La protección determina la potencia reactiva Q de la máquina y la compara con un umbral establecido -Qset

La protección se activa si Q < -│Qset

Incluye un retardo a tiempo constante.


2.2.- Indicación de las regulaciones:

       -     El umbral de potencia reactiva se puede establecer en el 30% de la potencia aparente. Qset= 0,3 Sn

       -        El retardo de tiempo puede establecerse en varios segundos.



  

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