Proteção Diferencial do Gerador ou Alternador
Qualquer falha interna dentro do enrolamento do estator é eliminada principalmente pelo esquema de proteção diferencial do gerador ou alternador.
A proteção diferencial é fornecida no gerador usando um relé diferencial longitudinal.
Geralmente, são usados relés do tipo armadura atraída instantaneamente para esse propósito, pois possuem operação de alta velocidade e também são livres de serem afetados por qualquer transiente CA do circuito de energia.
Existem dois conjuntos de transformadores de corrente, um TC conectado ao lado da linha do gerador e o outro conectado ao lado neutro do gerador em cada fase. É desnecessário dizer que as características de todos os transformadores de corrente instalados contra cada fase devem ser compatíveis. Se houver alguma grande discrepância nas características dos transformadores de corrente de ambos os lados do gerador, pode haver uma alta chance de mau funcionamento do relé diferencial durante a falha externa ao enrolamento do estator e também durante as condições normais de operação do gerador. Para garantir que o relé não opere para as falhas externas à zona operada do esquema de proteção, um resistor estabilizador é instalado em série com o óleo de operação do relé. Isso também garante que, se um conjunto de TC for saturado, não haverá possibilidade de mau funcionamento do relé diferencial.
É sempre preferível usar transformadores de corrente dedicados para o propósito de proteção diferencial, pois transformadores de corrente comuns podem causar carga secundária desigual para outras funcionalidades impostas a eles. Também é sempre preferível usar todos os transformadores de corrente para proteção diferencial de geradores ou alternadores com as mesmas características. No entanto, na prática, pode haver algumas diferenças nas características dos transformadores de corrente instalados no lado da linha em relação aos instalados no lado neutro do gerador.
Essas discrepâncias causam a circulação de corrente residual através da bobina de operação do relé. Para evitar o efeito da corrente residual, é introduzido o viés percentual no relé diferencial.
O relé diferencial com viés percentual compreende duas bobinas de restrição e uma bobina de operação por fase. No relé, o torque produzido pela bobina de operação tende a fechar os contatos do relé para o disparo instantâneo dos disjuntores, mas, ao mesmo tempo, o torque produzido pelas bobinas de restrição impede o fechamento dos contatos do relé, pois o torque das bobinas de restrição é direcionado oposto ao torque da bobina de operação. Portanto, durante a falha de passagem, o relé diferencial não será acionado, pois a configuração do relé é aumentada pelas bobinas de restrição e também evita o mau funcionamento do relé devido à corrente residual. Mas, durante a falha interna no enrolamento do estator, o torque produzido pelas bobinas de restrição é ineficaz e o relé fecha seus contatos quando a corrente de configuração flui através da bobina de operação.
A configuração de acionamento de corrente diferencial/viés do relé é adotada com base no máximo percentual de discrepância permitida, adicionando alguma margem de segurança.
O nível de corrente residual para o relé é apenas para operá-lo; é experimentado como um percentual da corrente de falha de passagem que o causa. Este percentual é definido como a configuração de viés do relé.
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