MEMORIA DESCRIPTIVA DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL TRANSFORMADOR DOS ARROLLAMIENTOS DE XXX

Montevideo, setiembre de 2016

M

T

D

A

XXX

Objetivo/ Alcance:

Resumir brevemente que compone el sistema de protecciones del equipo de referencia, además de cómo funciona. Es decir los valores de arranque, tiempos de operación, función o funciones que cumplen cada equipo.

El lenguaje trata de ser comprensible para todo el personal de la empresa que tenga relación con Protecciones y necesite información del ajuste del sistema de protecciones, es decir tanto para Transmisión como Distribución. Además, también está dirigido al personal propio de Protecciones.

Desarrollo

Sistema de protección para un transformador de dos arrollamientos 150/31.5kV, conexionado Ynyn, con aterramiento rígido de neutro en 150 kV y en 31.5kV a través de una Rn (18 Ω).

Subestación: Barra Principal y barra auxiliar en 150kV con transferencia disparo, enclavamiento y contactos auxiliares en 150kV. Acoplador de barras

Transformador de potencia: T2 Marca/Modelo:

Potencia: 63 MVA,

Conexión: tipo Ynyn, 150/31,5kV

Aterramiento: Aterrado 150kV R=0, Aterrado en 31.5kV R=18 ohm.

Transformadores de medida:

- TI en 150kV: 200-400-800/1-1-1A, 10VA, Rango extendido - TI en 30kV: 800-1600/5-5-5A, 15VA, 5P15

- TI de bushing neutro LV, 2000/5A 5P10 - TT de barra: 150:3 / 0.1:3 kV, 20VA, 3P.

- TT de barra: 31.5:3 / 0.1:3 kV, 20VA, 3P.

Sistema de Protección:

Está compuesto por relé multifunción marca SEL, relé auxiliares de disparo rápido, relé auxiliares de enclavamiento, switch de panel y cajas de prueba.

Los relé de protección y las funciones que implementan son las siguientes:

 Relé multifunción F1 de transformador: SEL 487E

o Diferencial, Diferencial restringido, sobreflujo magnético, 50BF para interruptor de 31.5kV. Transferencia de disparos al acoplador, reset del enclavamiento de disparo (K86).

 Relé multifunción F2 lado alta tensión: SEL 351

o Sobrecorriente direccional y no direccional, instantáneos y temporizados de fase de tierra, verificación de circuito de disparo interruptor de 150kV, bloqueo por segundo armónico.

 Relé multifunción F3 lado baja tensión: SEL 351

o Sobrecorriente no direccional temporizados de fase y de tierra, tiempo definido de fase. Falla interruptor. Bloqueo por segundo armónico. Verificación de circuito de disparo interruptor de 31.5kV.

 Switch de comunicaciones: Kylan

 Borneras seccionables y cortocircuitables para las corrientes

 Fichas de prueba tipo SECUCONTROL

Relé diferencial de transformador: F1 – SEL 487E

 Corriente de entrada:

 Corrientes de fase a través del transformador de corriente en 150 kV: 200-400-800/1- 1-1A, 10VA, Rango extendido. Conexión en terminal W del relé.

 Corrientes de fase a través del transformador de corriente en 31.5 kV: 800-1600/5-5- 5A, 15VA, 5P15. Conexión en terminal T del relé.

 Corriente de neutro de bushing de bobinado de baja: 2000/5A 5P10. Conexión en terminal Y1 del relé.

 Tensiones de entrada:

 Transformador de tensión de barra: 31.5/3 ∕ 0.1/3 kV, 20 VA, 3P. Se toma tensión Fase-Fase (R-S)

 Funciones:

 Diferencial de transformador:

- Actúa para fallas en el transformador y los tramos entre el mismo y los transformadores de corriente. Opera en forma instantánea realizando un disparo con enclavamiento y apertura de circuito de cierre de todos los interruptores del trafo.

 Sobreflujo

- Detecta sobreflujo magnético en el núcleo del transformador ocasionado por sobretensiones en el mismo o caídas en la frecuencia. Esta función da una señal de alarma, en un primer nivel, para alertar al operador que debe tomar medidas correctivas para revertir la situación. La señal de alarma es temporizada, por lo que el sobreflujo se debe mantener durante 3.5s para que se genere. La función de alarma arranca cuando el cociente U/f supera el 110% de Un/fn. En un segundo nivel se realiza un disparo, éste se ajusta según curva típica de tiempo inverso y el arranque se fija en 120 % Un/fn. El disparo se realiza sin enclavamiento y sobre todos los interruptores del trafo.

- Por más detalles sobre la curva ver documento “sobreflujo v2.doc”

 Diferencial restringido

- Detecta faltas a tierra en el bobinado de 31.5 kV otorgando mayor sensibilidad para este tipo de faltas que debido a la resistencia de neutro podrían caer en la zona de no operación del diferencial principal. Se ajusta de forma de cumplir con:

1. El relé no debe operar para la máxima corriente de cortocircuito que circula por los transformadores de corriente (T.I: Fases y T.I: Neutro).

2. La tensión en bornes del relé no debe ser superior a la tensión de saturación de los transformadores de corriente.

Realiza un disparo instantáneo con bloqueo y apertura de circuito de cierre de todos los interruptores del trafo.

 Falla interruptor:

- Se habilita esta función solamente para el interruptor de baja. El arranque de la función lo realizan los disparos sobre la terminal T del relé y la actuación de los relé auxiliares K94FI y K86FI.

- Se ajusta para que luego de 140 ms después del disparo del relé, si continua circulando una corriente superior al 20% de la In del TI se produce un disparo con enclavamiento de todos los interruptores del trafoI, se envía alarma al centro de control.

- Registro Oscilográfico:

- Se habilita la función. Duración del registro: 3.5s. Tiempo de prefalta: 1s (28% de tiempo total). Guarda los registros con el disparo propio y con el disparo por falla interruptor. Al actuar los relé auxiliares K94 y K86 se envía mensaje GOOSE a los relé de Sobrecorriente de los bobinados para que ellos también realicen un registro oscilográfico, de esta forma se tiene un registro más completo del evento.

Se configura un botón para disparo manual de la oscilografía.

Relé sobreintensidad: SEL 351 (F2) en 150kV

 Corriente de entrada:

- Corrientes de fase a través del transformador de corriente de 200-400-800/1-1-1A, 10VA, Rango extendido.

 Tensiones de entrada:

- Tensiones de la barra 150: 150/3 ∕ 0.1/3 kV, 20 VA, 3P.

 Funciones:

- Sobreintensidad temporizada de fase:

- Se ajusta Direccional hacia adelante, en caso de pérdida de tensión queda habilitado como No direccional.

- Esta protección actúa para defectos en el trafo, lo protege frente a sobrecargas (aunque dependerá del caso particular) y no actúa frente a cortos FT en la barra o líneas de 150 kV.

- Corriente de arranque: I = 364 A (primarios), curva Muy Inversa índice en 0.4.

- Tiempo de operación: El tiempo de operación es inversamente proporcional al valor de la corriente, o sea que para mayor corriente, el tiempo de actuación en menor.

- Sobreintensidad instantánea de fase:

- No direccional (generalmente no es necesaria la direccionalidad)

- Esta protección actúa para defectos en el trafo y no actúa como respaldo de las protecciones de equipos adyacentes. Compite con la función diferencial.

- Corriente de arranque: I = 3300 A (primarios).

- Tiempo de operación: instantáneo.

- Sobreintensidad temporizada de tierra:

- Se ajusta Direccional hacia adelante, en caso de pérdida de tensión queda habilitado como No direccional.

- Esta protección actúa para defectos a tierra en el trafo y también para equipos adyacentes como respaldo.

- Corriente de arranque: I = 80 A (primarios), curva Inversa índice en 0.6.

En general se ajusta para admitir un desequilibrio del sistema del 20%.

Dependiendo del grupo de conexión del Trafo deberá coordinar con la protección de 31.5 kV.

- Tiempo de operación: El tiempo de operación es inversamente proporcional al valor de la corriente, o sea que para mayor corriente, el tiempo de actuación en menor.

- Sobreintensidad instantánea de tierra:

- No direccional (generalmente no es necesaria la direccionalidad)

- Esta protección actúa para defectos a tierra en el transformador y no actúa como respaldo de las protecciones de equipos adyacentes.

- Corriente de arranque: I = 2400A (primarios).

- Tiempo de operación: instantáneo.

- Bloqueo por 2do armónico:

- Se habilita el bloqueo de los Sobrecorriente cuando la relación con respecto a la fundamental supera el 15%.

- Registro Oscilográfico:

- Se habilita la función. Duración del registro: 1.2s. Tiempo de prefalta: 0.4s (33% de tiempo total). Guarda los registros con el disparo propio y con la recepción de mensaje GOOSE proveniente del relé F1.

Relé sobreintensidad: SEL 351 (F3) en 31.5kV

 Corriente de entrada:

- Corrientes de fase a través del transformador de corriente de 800-1600/5-5-5A, 15VA, 5P15

 Tensiones de entrada:

- Tensiones de la barra 31.5: 31.5/3 ∕ 0.1/3 kV, 20 VA, 3P.

 Funciones:

- Sobreintensidad temporizada de fase:

- Esta protección actúa como ante defectos en la barra de 31.5kV y como respaldo de la protección de los radiales. Dispara solamente el interruptor de 31.5kV.

- En general no es necesaria la direccionalidad.

- Corriente de arranque: I = 1732 A (primarios), curva Muy Inversa índice en 0.3.

- Tiempo de operación: El tiempo de operación es inversamente proporcional al valor de la corriente, o sea que para mayor corriente, el tiempo de actuación en menor.

- Sobreintensidad instantánea de fase:

- No se habilita pues no se puede coordinar con las protecciones de los radiales.

- Sobreintensidad Tiempo definido de fase:

- No direccional.

- Protege ante sobrecarga del trafo.

- Corriente de arranque: I = 2309 A (primarios)*.

- Tiempo de operación: 5s.

- Sobreintensidad temporizada de Tierra:

- Actúa para defectos FT en la barra de 31.5kV y como respaldo de la protección resistencia de puesta a tierra (si no hay otros trafos en paralelo). Dispara solamente el interruptor de 31.5kV.

- Corriente de arranque I = 115 A (primarios), curva Inversa índice en 0.6.

En general se ajusta para admitir un desequilibrio del sistema del 10%.

- Sobreintensidad instantánea de tierra:

- No se habilita por no coordinar con protección de radiales.

- Falla interruptor:

- Se habilita esta función, arranca con los disparos del propio relé (F3) y de la protección de puesta a tierra de la barra (en caso de existir).

- Esta función realiza un disparo con enclavamiento de todos los interruptores del transformador (a través del K86), surge pues es necesario proteger el tramo de línea entre el TI y el interruptor del lado de baja.

- Se ajusta para que opere luego de 140 ms después del disparo del relé, si la corriente que circula por el interruptor está por encima del 20% de la nominal del TI.

- Registro Oscilográfico:

- Se habilita la función. Duración del registro: 1.2s. Tiempo de prefalta: 0.4s (33% de tiempo total). Guarda los registros con el disparo propio y con la recepción de mensaje GOOSE proveniente del relé F1.