Metodologia para detecção de perda de excitação, curto-circuito e oscilações de potência em geradores síncronos

• Autor(a) principal: Franco, Mateus Camargo
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5607
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia elétrica; Curtos-circuitos; Relés de proteção; Electrical engineering; Short-circuits; Protective relays

Os geradores síncronos são conhecidos por serem máquinas capazes de fornecer potência elétrica com frequência constante. O termo síncrono faz referência ao sincronismo entre a velocidade mecânica de rotação do gerador e a frequência elétrica produzida. Essa característica de sincronismo faz com que os geradores síncronos sejam muito utilizados na grande maioria das centrais geradoras de eletricidade. Entretanto, falhas no sistema de excitação dos geradores síncronos podem levar a máquina a condições anormais de operação. Quando a falha no sistema de excitação provoca a perda de excitação, o gerador síncrono se torna sujeito a efeitos que podem levá-lo a danos permanentes. Entre esses efeitos, encontram-se a redução da tensão terminal, o aumento da corrente no estator, a absorção de potência reativa, a redução da potência ativa gerada e o aumento de velocidade. Desta forma, devido a estes problemas, métodos de proteção foram desenvolvidos, visando identificar e mitigar os impactos causados pela perda de excitação. Métodos como os de Mason (1949) e Berdy (1975), fundamentados no relé de distância do tipo mho, embora antigos, são utilizados até hoje. Entretanto, podem ter a seletividade comprometida em casos de oscilações estáveis de potência. Sendo assim, nos últimos anos, foram desenvolvidos métodos de proteção que, em alguns casos buscam adaptar e aperfeiçoar os métodos convencionais desenvolvidos por Mason e Berdy, ou propor novas lógicas de proteção contra perda de excitação. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta uma nova técnica para detecção de eventos de perda de excitação em geradores síncronos, a qual é capaz de detectar eventos de curto-circuito ou oscilações de potência nos terminais do gerador, diferenciandoas dos eventos de perda de excitação. A técnica proposta apresentou robustez não atuando indevidamente para situações de oscilações de potência e curto-circuito. Além disso, os eventos de perda de excitação na maioria dos casos foram detectados com tempo inferior aos métodos clássicos.