Aplicação de Transformadores de Aterramento em Resistores de Aterramento do Neutro de Geradores

Quando a corrente capacitiva de um gerador é ligeiramente alta, é necessário adicionar um resistor no ponto neutro do gerador para evitar sobretensão de frequência de rede que poderia danificar o isolamento do motor durante uma falha a terra. O efeito de amortecimento deste resistor reduz a sobretensão e limita a corrente de falha a terra. Durante uma falha a terra monofásica do gerador, a tensão entre o neutro e a terra é igual à tensão de fase, geralmente algumas dezenas de quilovolts ou até acima de 10 kV. Portanto, este resistor deve ter um valor de resistência muito alto, o que é economicamente caro.

Geralmente, um resistor de alto valor não é conectado diretamente entre o ponto neutro do gerador e a terra. Em vez disso, usa-se uma combinação de um pequeno resistor e um transformador de aterramento. A bobina primária do transformador de aterramento é conectada entre o ponto neutro e a terra, enquanto um pequeno resistor é conectado à bobina secundária. De acordo com a fórmula, a impedância refletida para o lado primário é igual à resistência do lado secundário multiplicada pelo quadrado da relação de transformação. Assim, com um transformador de aterramento, um pequeno resistor pode funcionar como um resistor de alto valor.

Durante uma falha a terra do gerador, a tensão entre o neutro e a terra (igual à tensão aplicada na bobina primária do transformador de aterramento) induz uma tensão correspondente na bobina secundária, que pode ser usada como base para a proteção contra falhas a terra—ou seja, o transformador de aterramento pode extrair a tensão de sequência zero.

A tensão primária nominal do transformador é 1,05 vezes a tensão de fase do gerador, e a tensão secundária nominal é de 100 volts. É fácil conectar um resistor à bobina secundária, e um resistor de 100 V está facilmente disponível. Embora a corrente de falha a terra refletida no lado primário se torne grande devido à relação de transformação, uma falha a terra do gerador deve acionar imediatamente o desligamento, então a duração da corrente é muito curta, resultando em efeitos térmicos mínimos, o que não causa problemas.