Proteção Elétrica: Transformadores de Aterramento e Carga de Barras

1. Sistema de Aterramento de Alta Resistência
O aterramento de alta resistência pode limitar a corrente de falha a terra e reduzir adequadamente a sobretensão aterrada. No entanto, não é necessário conectar um resistor de alto valor diretamente entre o ponto neutro do gerador e a terra. Em vez disso, pode-se usar um pequeno resistor juntamente com um transformador de aterramento. A bobina primária do transformador de aterramento está conectada entre o ponto neutro e a terra, enquanto a bobina secundária está conectada a um pequeno resistor. De acordo com a fórmula, a impedância vista no lado primário é igual à resistência do lado secundário multiplicada pelo quadrado da relação de transformação. Portanto, com um transformador de aterramento, um pequeno resistor físico pode funcionar efetivamente como uma alta resistência.

2. Princípio de Proteção de Aterramento do Gerador
Durante o aterramento do gerador, há uma tensão entre o ponto neutro e a terra. Esta tensão é aplicada na bobina primária do transformador de aterramento, induzindo uma tensão correspondente no lado secundário. Esta tensão secundária pode servir como critério para a proteção contra falhas de aterramento do gerador, permitindo que o transformador de aterramento extraia a tensão de sequência zero para fins de proteção.

3. Função da Escova de Carvão de Aterramento do Eixo do Gerador (Lado da Turbina)
Devido à impossibilidade de distribuição perfeitamente uniforme do campo magnético do estator do gerador, pode-se desenvolver uma diferença de potencial de vários volts ou mais através do rotor do gerador. Como a impedância do circuito formado pelo rotor do gerador, rolamentos e terra é muito pequena, podem fluir correntes significativas no eixo. Para evitar a formação dessas correntes, os fabricantes instalaram almofadas isolantes sob todos os rolamentos do lado do excitador do gerador, rompendo assim o caminho da corrente do eixo.

Para garantir que o eixo do gerador esteja em potencial igual ao da terra, evitando a corrosão elétrica causada por correntes do eixo.
Para fins de proteção de aterramento, evitando dificuldades na monitorização da isolação quando ocorre uma falha de aterramento em um único ponto no rotor.

4. Função da Escova de Carvão do Terminal do Gerador

A corrente de excitação do gerador flui através das escovas de carvão, depois via anéis deslizantes (comutador) para o enrolamento do rotor, criando um campo magnético rotativo no enrolamento do rotor.

5. Proteção de Carga da Barramento

Em um sistema de 220kV, após a conclusão da manutenção na Barramento II, ao restaurar a tensão na Barramento II energizando-a a partir da Barramento I através do disjuntor de interligação, ocorre uma breve flutuação de tensão durante o processo de carga. Além disso, devido à grande corrente de carga, os relés de proteção de distância podem operar incorretamente. Portanto, a proteção de carga da barramento deve ser ativada para evitar a operação incorreta e acionar rapidamente o disjuntor de interligação, se necessário.