MANUAL DE PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIN Y EL CONTROL DE LOS DOCUMENTOS DEL SISTEMA DE CALIDAD DE OCP

PROYECTO:GRAGULFA

TABLERO DE CONTROL, PROTECCION Y MONITOREO(E21.G101.XCC01) PARA GENERADOR DE EMERGENCIAE21-G101

FILOSOFA DE OPERACIN INDICE

1. INTRODUCCIN

1.1. OBJETIVO3

1.2. ALCANCE3

1.3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA3

1.4. NOMECLATURA DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES4

2. ARREGLO MECANICO DE EQUIPOS

2.1. GABINETE DE CONTROL Y MONITOREO DEL GENERADOR DE EMERGENCIA5

3. CONDICIONES OPERATIVAS DEL SISTEMA ELECTRICO

3.1. RESPALDO DE EMERGENCIA EN EL GENERADOR E21.G1018

3.2. PASO A SEGUIR PARA OPERAR EL SISTEMA DE CONTROL DEL TABLERO E21.G101.XCC019

3.3. SECUENCIA DE RESET EN CASO DE FALLA EN EASY GEN 350011

3.4. SECUENCIA DE RESET EN CASO DE FALLA EN 7UM62 (PROTECCIN DEL GENERADOR E21.G101)12

1 INTRODUCCION.

1.1 OBJETIVO.

El objetivo de este documento es describir la manera en que operar el Sistema de Control, Proteccin y Monitoreo previsto para el Generador de Emergencia que se ubicar en la Planta TRITURADORA Y PROCESADORA DE MATERIALES SANTA ANITA S.A. DE C.V.; en Hidalgo.Este Sistema est integrado bsicamente por el conjunto de equipos en media tensin y elementos existentes destinados a interconectar en forma segura el Generador Diesel de 4.16 kV, 1500 kW (E) conectado a la Red de Distribucin interna de la Planta y con la Compaa Suministradora (CFE) en 4.16 kV a travs de dos Subestaciones Transformadoras independientes que estn interconectadas del lado de acometida en 85 kV.

1.2 ALCANCE.

Tablero de Control, Proteccin y Monitoreo de Generador (E21.G101.XCC01). CORAL GROUP.

Generador Diesel C32 de 1500 kW a 4.16kV (E21-G101). CAT.

Resistencia de Puesta a Tierra para Proteccin de Neutro de Generador (E21.XCC01.XEC01). CORAL GROUP.

1.3 DOCUMENTOS DE REFERENCIA. DIAGRAMA UNIFILAR (D000421-70703918-1 Single line Diagram Rev. E).

DIAGRAMA UNIFILAR (D000421-70703918-2 Single line Diagram Rev. F). PLANO UNIFILAR ELECTRICO GRAGULFA (CG-ING-U11288-01 REV.A).

INGENIERA DE DETALLE PLANOS ELECTRICOS CONTROL GENERADOR (CG-ING-E11288-10-20 REV.A).

INGENIERIA DE DETALLE PLANOS ELECTRICOS PLC (SIST. MONITOREO) (CG-ING-E11288-101-106 REV.A). PLANOS DEL TABLERO DE SUBESTACION PRINCIPAL E21-1S1 (SIEMENS).1.4 NOMENCLATURA DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES.

NOMECLATURA DE EQUIPOS

ITEMDESCRIPCIONFUNCION

E21.G101Moto-generador Diesel 1500 kW. a 4.16 kV, 3 fases, 60 Hz.Generar energa elctrica en modo emergencia para cargas crticas.

=M03Interruptor de potencia en vaco 12 kV; 31.5 kA; 2500 A; 75 kV BIL; conector de 64 polos; contactos auxiliares; 12NA + 12 NC; elementos de control 125 VCD; LID+F20.Interruptor de Potencia para conexin de Transformador E11-T101 de relacin 85 kV/4.16 kV, con el bus A 1321 A; 4.16 kV.

Celda de Medicin, contiene los TPs de Sensado de acometida principal.

=M04Transformador de potencial REL:4160/1.73:120/1.73 V;15 kV; precisin de 0.2; 30 VA; Conexin estrella con fusibles integrados: 3.15 A; 3/7.2 kV; L=19.2mm.

Sensor de tensin en el bus A (E21.B101)

=M06Interruptor de potencia en vaco 12 kV; 31.5 kA; 2500 A; 75 kV BIL; conector de 64 polos; contactos auxiliares; 12NA + 12 NC; elementos de control 125 VCD; LID+F20.

Interruptor de Potencia, para conexin de Enlace entre el Bus A y Bus B

=M07Transformador de potencial REL:4160/1.73:120/1.73 V;15 kV; precisin de 0.2; 30 VA; Conexin estrella con fusibles integrados: 3.15 A; 3/7.2 kV; L=19.2mm.

Sensor de tensin en el bus B (E21.B101)

=M10Interruptor de potencia en vaco 12 kV; 31.5 kA; 2500 A; 75 kV BIL; conector de 64 polos; contactos auxiliares; 12NA + 12 NC; elementos de control 125 VCD; LID+F20.

Interruptor de Potencia para conexin de Transformador E11-T102 de relacin 85 kV/4.16 kV, con el bus B 1404 A; 4.16 kV.

Celda de Medicin, contiene los TPs de Sensado de acometida emergente.

=M13Interruptor de potencia en vaco 12 kV; 31.5 kA; 1250 A; 75 kV BIL; conector de 64 polos; contactos auxiliares; 12NA + 12 NC; elementos de control 125 VCD; bobina de bajo voltaje Y7. LID+MID+F20

Interruptor de Generador (E21-G101) que enlazar con el Bus de 1404 A (E21.B101).

E21.G101. XCC0Tablero de Control, Proteccin y Monitoreo de Generador E21-G101 (CORAL GROUP)Este Tablero cuenta con un Controlador Lgico Programable, el cual llevar la lgica de las secuencias de control del Sistema de Generacin. Adems de contar con una Proteccin de Generador (7UM62), un Controlador y Sincronizador (EASY GEN3500) y una Pantalla de Monitoreo Local.

E21.XCC01. XEC01Resistencia de Neutro para Proteccin de Generador (CORAL GROUP)

Proteger contra una falla a tierra al generador, ya sea en modo Isla o Sincronizado, limitando la corriente de falla hacia ste. Adems de que en determinado momento, si las protecciones previstas para este tipo de falla, no logran eliminarla, se abre este circuito, liberando al Generador del problema.

2 ARREGLO MECANICO DE EQUIPOS

2.1 GABINETE DE CONTROL, PROTECCION Y MONITOREO DEL GENERADOR DE EMERGENCIA E21.G101

Figura 1

La siguiente tabla resume los principales controles de este gabinete de acuerdo a la figura 1:EQUIPOS PRINCIPALES EN GABINETE DE CONTROL DE GENERADORES

ITEMDESCRIPCIONFUNCION

1Baliza indicadora de alarmaEsta Alarma Visual y Audible, indica alguna Falla del Sistema del Generador de Emergencia.

2Proteccin de generador (7UM62)Proteccin Multifuncional de Generador: Proteccin diferencial 87

Sobre corriente 50/51 entre fases y neutro

Sobre voltaje 59

Bajo voltaje 27

Potencia inversa 32

Perdida de excitacin 40

Secuencia inversa 46

3Botn de paro de emergenciaEn caso de contingencia con el Sistema funcionando, activando este botn tipo hongo, se podr parar de inmediato la Planta de Emergencia, permaneciendo bloqueada.

4Botn para borrar alarmasLa activacin de este botn tipo pulsador, reestablecer cualquier alarma que se presente en el Controlador EASY GEN 3500 o la Proteccin 7UM62, siempre y cuando se haya eliminado dicha falla. Adems de este botn, las alarmas podrn resetearse directamente en los equipos correspondientes desde su panel frontal. Este botn se encuentra en la pantalla de monitoreo.

5Controlador de generador (Easygen 3100)Controlador que realiza las siguientes funciones:

ProteccinMains

Sobre/bajo voltaje.

Sobre/baja frecuencia.

Generador

Sobre/bajo voltaje.

Sobre/baja frecuencia.

Potencia inversa.

Desbalance de cargas.

Sobrecorriente con tiempo.

Control Operacin Transferencia Transicin Abierta.

Operacin Transferencia Transicin Cerrada.

Operacin Respaldo en Emergencia Automtico.

Descarga Suave del Generador.

6Pantalla de monitoreoEste panel contendr todas las pantallas animadas para el Monitoreo del Sistema de la Planta de Emergencia, las Mediciones, Estado de Interruptores, Eventos, etc.

7MmicoMmico con lmparas de sealizacin para referencia en la Operacin Manual, estas lmparas indican el Estado de los Interruptores y del Generador.

8Conmutador de cierre/apertura=M13Este selector permite, en forma Manual, el Cierre y la Apertura del Interruptor =M13 desde el Tablero de Control (E21.G101.XCC01).

El comando de Apertura a travs de este conmutador no est condicionado, y puede ser efectuado, tanto en forma Manual como Automtica, en cambio, el Cierre si se encuentra condicionado a la Posicin del Selector de Modo de Operacin del Generador Manual-Automtico, permitindose el Cierre slo en Modo Manual, y con sus permisivos correspondientes para esta Operacin. Esto es, se permitir el cierre del Interruptor de Generador cuando est declarado el Bus Muerto, condicin que se tiene cuando el Interruptor =M03 est abierto, junto con el =M06 o =M10 abierto.

9Selector de prueba con cargaEste Selector con Llave y de posicin retenida, permitir Arrancar el Generador y realizar una Prueba de Sincronizacin y toma de Carga Base, sin afectar el Alimentador Principal que est Suministrando Energa en ese momento.

10Relevador de bloqueo 86-GEste relevador 86 enclava el disparo en el Interruptor =M13 y en el Generador, en caso de falla. Slo es posible reestablecerlo en forma Manual, hasta que haya desaparecido la falla que lo origin.

3 CONDICIONES OPERATIVAS DEL SISTEMA ELECTRICO

CONDICIONES NORMALES DE OPERACIN DEL SISTEMA

Los buses 1321 A y Bus 1404 A son alimentados respectivamente con su Transformador E11-T101 y E11-T102, con el Interruptor de Enlace =M06 abierto. A la vez, estos Buses alimentan sus respectivas Cargas de la Planta a travs de los diversos Interruptores que se encuentran Instalados en el Sistema (D000421-70703918-1 y D000421-70703918-2)En condiciones normales de operacin, el Sistema de Control del Generador, se encuentra en operacin en Modo Automtico de Respaldo en Emergencia, ante alguna Prdida Total de la Acometida. Esto se cumple cuando en el Tablero de Control E21.G101, el Controlador EASY GEN 3100 y el Control de Generador EMCP3.3 est en Auto y se tiene en esta Modalidad. Previamente el Interruptor =M13, deber estar insertado en la Posicin de Servicio y los Interruptores de Red =M03 y =M10 en servicio e insertados. En el modo normal de operacin, el Sistema de Control de Generacin puede ser verificado para tener en cuenta el estado de los equipos tanto de control, como de generacin. Esto se logra estableciendo en Automtico todos los equipos involucrados que se han mencionado, y activando el Selector de Prueba con Carga, para que en ese momento, se arranque el Generador, se establezca a sus parmetros adecuados de Frecuencia y Voltaje, y en forma automtica, cuando se alcancen las Ventanas de Sincronismo de estos parmetros base programada en el Controlador en kW, por ejemplo 300 kW).3.1 RESPALDO DE EMERGENCIA POR EL GENERADOR E21.G101

Al presentarse una Prdida Total de la Acometida, el Sistema de Control del Generador la detectar a travs de los TPs de Acometida respectivos, y con la Posicin de los Interruptores de Red (=M03 Y =M10).

El PLC llevar el monitoreo de todo el Sistema de Control de Generacin y seleccionar que potencial estar sensndose por el controlador del Generador, de esta forma, si el PLC est indicando tomar la Seal de TPs de la acometida 2 al controlador Easygen 3100 y se detectara una prdida de voltaje, inmediatamente se conmutan las seales hacia los TPs de la Acometida 1 por el PLC, hacia el controlador. Y si en estos TPs se detecta tambin ausencia de tensin, se declara en el Controlador una Prdida de Acometida, adems de recibirse la seal del estado de los interruptores de los transformadores abiertos, para as arrancar el Generador en Emergencia con cierto tiempo de retardo. El disparo de los Interruptores =M03 Y =M10, ante una falla definitiva de la red ser comandado por el sistema de control de potencia nicamente (protecciones propias de cada transformador).Cuando estas condiciones se hayan establecido, el PLC comandar el cierre del interruptor de enlace =M06, con ambos buses des-energizados.

El Generador E21.G101 permanecer trabajando de esta forma, hasta que se haya restablecido la red, y en el momento en que el controlador de Generador (Easygen 3100) detecte el regreso de potenciales en una de las acometidas, monitorear esta seal durante 180 segundos (tiempo recomendado), con el fin de verificar que el voltaje de la red sea estable. Una vez que se haya cumplido este tiempo, el operador deber confirmar la re sincrona del sistema presionando el botn de borrar alarmas en la pantalla de monitoreo. Hasta que el botn de borrar alarmas haya sido presionado comenzar la secuencia de re sincronizacin, y en cuanto los parmetros de tensin/frecuencia de red y Generador estn dentro de la ventana de sincronizacin, se comanda el cierre del interruptor de la acometida que se haya restablecido, si es que ambas acometidas no regresaron al mismo tiempo. En ese momento los servicios que alimentaba el generador sern transferidos a la acometida que ha retornado, se abrir el interruptor M13 y el generador quedar en enfriamiento durante un tiempo de 5 minutos, para despus detenerse por completo. Cuando la otra acometida haya regresado a sus condiciones normales de operacin la transferencia de los servicios deber realizarse en modo abierto y manual. En este caso el interruptor de bus quedar cerrado, por lo que su apertura ser manual desde los mandos locales del interruptor.

Cuando el regreso de las acometidas sea al mismo tiempo, el control del generador detectar estas condiciones por un tiempo de 180 segundos, una vez cumplido este tiempo el generador seguir en operacin emergente, hasta que por medio del botn ubicado en la pantalla de monitoreo de borrar alarmas se permita la sincronizacin con la acometida preferente. Una vez que el operador haya presionado el botn de borrar alarmas el generador tiene la preferencia de sincrona con la acometida 1, correspondiente al M03. Una vez que se haya sincronizado el generador a esta acometida, se abrir el interruptor de enlace para posteriormente sincronizarse en forma inmediata a la acometida 2 correspondiente al interruptor M10. Una vez sincronizado a la acometida 2, se abrir el M13 y el generador quedar en enfriamiento durante un tiempo de 5 minutos para despus detenerse por completo.Si en la secuencia donde tiene preferencia de sincrona la acometida 1 no pudiera lograrse el cierre (falla de cierre) del interruptor M03, se iniciar la secuencia de sincrona con la acometida 2, una vez sincronizado el generador a esta red transferir los servicios a esta acometida abrir el M13 y el generador quedar operando en enfriamiento para despus detenerse por completo. En este caso el interruptor de bus quedar cerrado, por lo que cuando se est en disposicin de regresar a la acometida 1 los servicios, deber abrirse el interruptor de enlace en forma manual y cerrar el interruptor M03 en transferencia abierta.

El Sistema de Control y Monitoreo de Generador, a travs del PLC, detectar por medio de la seal digital de las protecciones 72J80, instaladas en cada acometida, la ausencia o presencia de voltaje en los transformadores. Estas seales dentro de las lgicas del PLC, indicarn al controlador Eeasygen 3100 aparte de la prdida, el restablecimiento de uno o ambos transformadores, para con ello seleccionar la preferencia del sensado de TPs.

Los Interruptores de red permanecern bloqueados al cierre si el sistema de generacin se encuentra respaldando, y podrn ser cerrados a travs de ste solamente. Este sistema tambin puede operarse en Modo Manual, arrancando el Generador E21.G101 desde el Controlador Easygen 3100. Para esto el controlador deber estar en modo manual, y con los botones de START y STOP, se realizar el arranque o paro del Generador. Si el Sistema est en modo manual, tambin podr realizarse el cierre del Interruptor =M13, previo arranque del generador, de forma verificada con el botn de cierre GCB del Controlador, o por medio del Conmutador de Cierre-Apertura de =M13, si es que los Interruptores (=M03) y ( =M06 o =M10 ), estn abiertos.

3.2 PASOS A SEGUIR PARA OPERAR EL SISTEMA DE CONTROL DEL TABLERO DE SINCRONIZACINMODO DE OPERACINPASOS A SEGUIR EN TABLEROSECUENCIA DE OPERACIN

Automtico1.- Colocar el control EMCP3.3 del Generador en Automtico.

2.- En el EASYGEN 3100, oprimir el botn de Auto, verificando que cambie el estado de Automtico en la pantalla.

3.- Poner el Interruptor =M13 en posicin de servicio.

4.- Una vez realizados los pasos anteriores, verificar que la lmpara de Automtico encienda.

5.- Verificar que los Interruptores de Red estn operando en modo REMOTO.Respaldo por falla de Red.

El Generador E21.G101 est listo para el respaldo en modo Automtico, esto significa que en caso de Falla de Red el Sistema de Control de Potencia abrir el interruptor =M03 y =M10, en un tiempo programado, arranca el Generador E21.G101 posteriormente cerrar el Interruptor de Generador en forma Automtica y hasta ese momento el Generador alimentar las cargas crticas de la planta.

Regreso de Red.

Cuando regrese la Red, el sistema verifica durante 180 segundos a que la Red sea estable, y en ese momento lleva al Generador hasta la ventana de sincronizacin y comanda el Cierre del Interruptor de Acometida que tenga la preferencia para Re-sincronizar, si ambas Acometidas se han restablecido, si no es as, con la Acometida que est presente. Para este punto ltimo, el Interruptor de la Acometida que no se haya restablecido permanecer bloqueado. Se descargar en forma suave al Generador, y al Abrir su Interruptor entrar a la Fase de Enfriamiento durante 5 minutos.

Prueba sin Carga y Sincronizacin. Semiautomtico.1.- En el EASYGEN 3100, oprimir el botn de Man, verificando que cambie el estado en la pantalla.

2.- Presionar el botn de START desde el EASYGEN 3100 con lo que el Generador E21.G101 arranca y alcanza su Voltaje y Frecuencia nominal.

3.-Presionar momentneamente el botn de ON del GCB (Interruptor de Generador) desde el EASYGEN 3100.3.- Una vez realizados los pasos anteriores, la lmpara de Automtico permanecer apagada, ya que el sistema se estar operando en Modo Manual.

Procedimiento para sacar el Generador en modo manual.

1.-Presionar momentneamente el botn de OFF del GCB (interruptor del Generador E21.G101) desde el EASYGEN 3100.2.-Presionar momentneamente el botn de STOP en el EASYGEN 3500.

1.-El Generador arrancar y alcanzar sus parmetros nominales de operacin.2.- El EASYGEN 3100 sincroniza al Generador E21.G101 con la Red cerrando su Interruptor.3.- En Modo Manual la toma de carga no puede ser realizada.En este momento el Generador permanecer sincronizado con la red de la compaa suministradora.

1.- El interruptor =M03 abre.

2.- El Generador se apagar. Prever 5 minutos de Enfriamiento.

Automtico. Prueba con CargaEl sistema deber estar operando en modo Automtico.1.- Activar el Selector de Prueba con Carga.Procedimiento para mover el set-point de Potencia (Carga).

1.- Ingresar contrasea.

2.- Presionar el botn de SETPOINT cursor.

3.- Una vez estando en la pantalla del set de Potencia KW presionar las flechas de subir y bajar del SETPOINT para modificar el valor de la potencia con el cual se quiere operar el Generador en prueba con carga.

*.- Es importante tener cuidado en este procedimiento y solo cambiar el valor de los KW (potencia real) no sobrepasando al 90 % de la potencia del Generador E21.G101Como quitar la prueba con carga.

1.- Solo se necesita desactivar el selector de Prueba con Carga.1.- El Generador arranca y sincroniza cerrando el Interruptor de Generador y toma la carga que se le haya ingresado en el set-point del EASYGEN 3500.2.- Con las flechas del SETPOIN es posible subir y bajar la potencia con la cual se quiera realizar la prueba y modificarlo cada vez que se desee.

3.- En ese momento el Generador comienza su proceso de descarga suave y en cuanto llega a un porcentaje mnimo permitido, aproximadamente 3 a 5% de la Potencia Nominal del Generador E21.G101, el EASYGEN 3500 comanda la apertura del interruptor =M03 en forma Automtica y el Generador E21.G101 pasa a su estado de Enfriamiento de 5 minutos (tiempo recomendado) para posteriormente parar al Generador.

3.3 SECUENCIA DE RESET EN CASO DE FALLA EN EASYGEN 3100.

En caso de alguna Falla en Sistema y que sea detectada por el Easygen 3100, este mandar un disparo a travs de una salida digital y en ese momento se activa el Led de ALARM. Para restablecerlo es necesario verificar primero cual fue el origen de la falla, corregirla y a continuacin es necesario resetear el controlador, esto se hace a travs de el botn de RESET presionarlo durante 4 seg. en ese momento el Led de ALARM se apagar. O bien directamente desde el Botn de Borrar Alarma colocado en el Tablero de Control de Generador E21.G101.XCC01.

3.4 SECUENCIA DE RESET EN CASO DE FALLA EN PROTECCION 7UM62 MULTIFUNCIN DEL GENERADOR E21.G101.

En caso de alguna Falla en el Sistema y sea detectada por la proteccin 7UM62, este manda un disparo a travs de sus salidas digitales y en ese momento se enciende el Led de la salida que indica que esta activado dicho disparo. Para reestablecerlo, es necesario verificar primero cual fue la falla que se present, corregirla y a continuacin es necesario resetear la Proteccin. Esto se hace presionando el botn de MENU, buscar en el display el rengln donde este la falla y a continuacin presionar el botn de ENTER y en ese momento el Led se apagar. O bien directamente desde el Botn de Borrar Alarma colocado en el Tablero de Control de Generador E21.G101.

EMBED AutoCAD.Drawing.18

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