Definição de Proteção Contra Falhas à Terra no Rotor
A proteção contra falhas à terra no rotor envolve métodos para detectar e corrigir falhas na bobina de campo do rotor, a fim de prevenir danos.
Tipos de Proteção Contra Falhas à Terra no Rotor
Método do potenciômetro
Método de injeção de CA
Método de injeção de CC
Método do Potenciômetro
O esquema é muito simples. Aqui, um resistor de valor adequado é conectado em paralelo com a bobina de campo, bem como com o excitador. O resistor é centralmente conectado e ligado ao solo por meio de um relé sensível à tensão.
Como se vê na figura abaixo, qualquer falha à terra na bobina de campo ou no circuito do excitador fecha o circuito do relé através do caminho aterrado. Ao mesmo tempo, a tensão aparece no relé devido à ação do potenciômetro do resistor.
Este método simples de proteção contra falhas à terra no rotor tem uma grande desvantagem. Ele só pode detectar falhas à terra que ocorrem em qualquer ponto, exceto no centro da bobina de campo.
Método de Injeção de CA
Aqui, um relé sensível à tensão é conectado em qualquer ponto do circuito do campo e do excitador. A outra extremidade do relé sensível à tensão é conectada ao solo por meio de um capacitor e a secundária de um transformador auxiliar, conforme mostrado na figura abaixo.
Neste caso, se ocorrer qualquer falha à terra na bobina de campo ou no circuito do excitador, o circuito do relé será fechado via caminho aterrado e, portanto, a tensão secundária do transformador auxiliar aparecerá no relé sensível à tensão, operando-o.
A principal desvantagem deste sistema é que sempre haverá a chance de corrente de fuga através dos capacitores para o circuito do excitador e do campo. Isso pode causar desequilíbrio no campo magnético e, consequentemente, estresses mecânicos nas mancais da máquina.
Outra desvantagem deste esquema é que ele depende de uma fonte de tensão separada para a operação do relé. Assim, a proteção do rotor fica inativa se houver uma falha na alimentação de CA.
Método de Injeção de CC
O método de injeção de CC elimina o problema de corrente de fuga encontrado no método de injeção de CA. Neste método, uma extremidade do relé sensível à tensão de CC é conectada ao terminal positivo do excitador, e a outra extremidade é conectada ao terminal negativo de uma fonte externa de CC. Esta fonte de CC é fornecida por um transformador auxiliar com um retificador de ponte, com seu terminal positivo aterrado.
Também se vê na figura abaixo que, em caso de qualquer falha à terra no campo ou no excitador, o potencial positivo da fonte externa de CC aparecerá no terminal do relé que estava conectado ao terminal positivo do excitador. Dessa forma, a tensão de saída do retificador aparece no relé de tensão, operando-o.
Importância da Detecção
Detectar e corrigir falhas à terra no rotor é crucial para prevenir campos magnéticos desequilibrados e danos mecânicos em alternadores.
