Estudo e Coordenação das Principais Protecções Eléctricas de Geradores e Transformadores de uma Central de Cogeração

O Sector eléctrico possui uma grande importância nas sociedades modernas. Dados os elevados custos de produção de energia e o grande impacto que esta tem na nossa economia e na sociedade, em geral, a utilização mais eficiente da energia é um factor fulcral. Com a evolução da electrónica e consequente aumento das capacidades dos computadores, as protecções eléctricas são cada vez mais eficazes e com índices de fiabilidade mais elevados, algo muito importante em instalações de elevado custo de investimento e manutenção. No entanto, o seu bom funcionamento está dependente do correcto dimensionamento das protecções e de uma análise técnica capaz de prever necessidades futuras. Após uma breve introdução no capítulo 1 é efectuado no capítulo 2 um breve estudo de protecções eléctricas e o seu estado de arte. Nos Capítulos 3 e 4 é efectuado o dimensionamento e estudo da selectividade das protecções de grupo de Alternador e Transformador escolhidos para a nova central de cogeração da refinaria de Matosinhos da Galp. No presente estudo foram apenas consideradas as protecções típicas de alternador e apenas a protecção diferencial do transformador. Todas as protecções foram dimensionadas com base no tutorial de protecções de geradores do IEE e com informação referente ao manual de instruções do relé G60 da GE industrial systems, o DTP-B da GE multilin e o ELIN Power Plant Automation. No Capítulo 5 é demonstrada a importância da análise Safety Instruments Systems (SIS), o seu modo de aplicação e necessidade de implementação em locais industriais como o caso em estudo. Por último, é efectuado um pequeno estudo económico onde é efectuada a comparação dos custos dos diversos equipamentos, protecções e manutenções efectuadas.

The electric sector has a great importance in modern societies. Given the high costs of energy production and the impact that it has on our economy and society in general, a key factor is the efficiency of the use of the energy. With the evolution of electronics and consequent increased capacity of computers, electrical protections are more efficient and with higher levels of reliability, which is very important in systems of high investment cost and maintenance. However, their functioning is dependent on the proper sizing of the protections and a technical analysis that can predict future needs. After an introduction in Chapter 1, in Chapter 2 as made a brief survey of electrical protections and a status of the art. In Chapters 3 and 4 is carried out the dimensioning and the selectivity study of the protections of generator and transformer group chosen for the new cogeneration plant at the Matosinhos Galp refinery. In this study we only consider the typical protections of the generator and the differential protection of the transformer. All the protections were designed based on the tutorial of the IEE and information on the manual for the G60 relay GE Industrial Systems, DTP-B GE multilingual and ELIN Power Plant Automation. In Chapter 5 is demonstrated the importance of analyzing Safety Instruments Systems (SIS), its mode of application and need to implement in places like the industry. Finally, it is made a short economic study where is compared of the costs of various equipment, protection and maintenance performed.