AEL-GPRE Aplicación de Relés de Protección para Generador

La Aplicación de Relés de Protección del Generador, "AEL-GPRE", ha sido diseñada por EDIBON para la formación a nivel teórico-práctica en el campo de los sistemas de control y protección de generadores eléctricos de alta potencia.

Esta aplicación presenta diversos niveles de capacitación que dotarán al usuario de todo el conocimiento necesario y experiencia sobre el funcionamiento de los sistemas de protección avanzados utilizados en grandes centrales de generadores eléctricos: un manual específico en el que se tratan todos los aspectos relativos a generadores eléctricos como tipos de generadores, principios básicos de funcionamiento, control y funcionamiento en modo isla y en modo paralelo con la red, tipos de protecciones empleadas para proteger estas máquinas, dimensionado y ajuste de las protecciones. Para la consecución de todas las prácticas y conceptos comentados, a continuación se enumeran y explican una serie de elementos que bien se incluyen en el equipo principal o bien se recomiendan para completar una serie de prácticas que resultan de interés en este ámbito y que el usuario tendrá que adquirir adicionalmente.

La aplicación "AEL-GPRE" incluye una serie de módulos que lo convierten en un equipo único en el mercado:

• El Módulo de Relé de Protección del Generador: es un dispositivo industrial de control y protección de grupos de generación de potencia con más de 150 variables distintas de configuración. El usuario tiene diferentes niveles de accesibilidad para configurar desde cero este relé. Por ejemplo, el usuario puede ajustar y observar los umbrales de protección, como la sobrecorriente instantánea (50/51V), la sobrecorriente temporal (51/51V), la sobre/subtensión (59/27), la sobre/subfrecuencia (81O/U), el desequilibrio de carga (46), la potencia inversa/reducida (32R/F), la sobre/subvelocidad de la turbina (12/14), el factor de potencia (55), el fallo a tierra (50G), la medición del ángulo de fase o el desfase (78), etc.

  Además, para los ajustes más avanzados, es posible configurar los parámetros del sistema de control PID en diferentes condiciones de funcionamiento del grupo turbina-generador. Por ejemplo, el generador utiliza diferentes PID cuando trabaja en modo autónomo o cuando trabaja en modo paralelo con la red. Durante la puesta en marcha del generador, el software suministrado permite monitorizar y analizar en tiempo real las señales de tensión, frecuencia, potencia activa y reactiva del PID, así como sus perturbaciones. Los parámetros del PID pueden reajustarse en tiempo real, y el efecto de esos cambios puede observarse y analizarse con el software.

  El software Toolkit permite configurar el control PID para la frecuencia, la tensión, la carga y el factor de potencia. Proporciona la supervisión y el análisis de la potencia activa, la potencia reactiva, el sesgo de tensión y el sesgo de velocidad. También permite configurar los ajustes (límites inferior/superior, retardos de tiempo y el nivel de gravedad de la alarma) de las protecciones y sus niveles de selectividad, como la tensión/frecuencia de funcionamiento del generador, la potencia inversa/reducida, la carga desequilibrada, el IOP de sobrecarga, el MOP de sobrecarga, la sobrecorriente del generador, la sobre/subfrecuencia y la sobre/subtensión del generador, la rotación de fase del generador, etc.

  Dada la versatilidad del Módulo de Relé de Protección del Generador, EDIBON suministra este dispositivo configurado para trabajar desde cero perfectamente con el grupo motor-generador. Además se suministra un archivo de configuración para restaurar los valores de configuración por defecto del relé. De esta forma, el usuario podrá manipular cualquier parámetro y tendrá la posibilidad de volver a la configuración inicial.

• Controlador de la velocidad de la turbina: la aplicación incluye un controlador de velocidad avanzado (variador de frecuencia) que recibe las señales de control de velocidad del Módulo de Relé de Protección del Generador. Este módulo controlará la velocidad de la turbina mediante una señal analógica 0 - 10 V. De esta forma, el usuario podrá estudiar el funcionamiento del sistema completo trabajando de forma autónoma, tal y como funciona una central real.
• Regulador de voltaje automático (AVR): este dispositivo está diseñado para controlar la excitación del generador síncrono tanto manual como automáticamente. Dispone de un interruptor que permite al usuario seleccionar el modo de control. Si el usuario selecciona el modo de control manual, este podrá controlar la corriente de excitación del generador mediante un potenciómetro y observar los efectos de la tensión de salida del generador. El modo de control automático permite al Módulo de Relé de Protección del Generador tomar control de la corriente de excitación. De esta forma, el usuario podrá estudiar el funcionamiento del sistema completo trabajando de forma autónoma, tal y como funciona una central real, o bien tomando el control de la instalación para estudiar los efectos del cambio de la excitación del generador en el sistema eléctrico.
• Módulo de inyección de fallos: este dispositivo permite inyectar faltas eléctricas en el generador eléctrico para estudiar los efectos de las mismas en la máquina y analizar la respuesta del Módulo de Relé de Protección del Generador. El módulo de fallos dispone de unos terminales que permiten al usuario pre-configurar el tipo de fallo a inyectar: trifásico, bifásico, bifásico a tierra y monofásico. Todos estos fallos pueden ser a su vez configurados con o sin impedancia de falla. Por último, este módulo dispone de un pulsador para inyectar la falta con un tiempo de disparo configurable.
• Módulo analizador de redes eléctricas con osciloscopio y adquisición de datos: este dispositivo permite medir todos los parámetros eléctricos del generador o de la red, como las tensiones de fase y de línea, las corrientes de línea, las potencias activas, reactivas y aparentes, la frecuencia, los armónicos, etc. Puede dar mediciones precisas, por ejemplo, para el análisis de los armónicos presentes en la tensión o la corriente debido a una inyección de fallo en el generador en funcionamiento autónomo, o para el análisis de la progresión de la calidad de la energía con un factor de potencia en deterioro progresivo, o para medir los efectos de una carga desequilibrada conectada al generador en funcionamiento autónomo, etc.
• Módulo de banco de resistencias trifásicas conmutables: este módulo está destinado al consumo local de la energía generada por el generador sincrónico. Puede utilizarse para simular cargas desequilibradas conectadas a la red local.
• Módulo de banco trifásico de inductores conmutables: este módulo está destinado al consumo local de la energía generada por el generador sincrónico. Puede utilizarse para simular cargas desequilibradas conectadas a la red local.

La aplicación dispone de una serie de módulos recomendados:

• Módulo de relé de protección diferencial: este dispositivo permite proteger al generador ante faltas eléctricas que provoquen corrientes diferenciales internas.
• Módulo de protección de falla a tierra del rotor: Grupo Motor-Generador + Módulo de Relé de Protección del Generador: equipos extra requeridos para el estudio de varios generadores acoplados en paralelo para el estudio de reparto de carga, restablecimiento del servicio eléctrico tras un apagón, etc.