Proteção Contra Falhas Entre Varetas do Enrolamento do Estator do Gerador

Falhas inter-turno no enrolamento do estator podem ser facilmente detectadas pela proteção diferencial do estator ou proteção contra falha à terra do estator. Portanto, não é muito essencial fornecer um esquema de proteção especial para falhas inter-turno ocorridas no enrolamento do estator. Este tipo de falha é gerado se a isolação entre condutores (com diferente potencial) no mesmo slot for perfurada. Este tipo de falha rapidamente muda para uma falha à terra.
Um gerador de alta tensão contém um grande número de condutores por slot no enrolamento do estator, portanto, nesses casos, a proteção adicional contra falhas inter-turno do enrolamento do estator pode ser essencial. Além disso, na prática moderna, a proteção inter-turno está se tornando essencial para todas as grandes unidades geradoras.
Vários métodos podem ser adotados para fornecer proteção inter-turno ao enrolamento do estator do gerador. O método de diferenciais cruzados é o mais comum entre eles. Neste esquema, o enrolamento de cada fase é dividido em dois caminhos paralelos.

Cada um dos caminhos é equipado com um transformador de corrente idêntico. As secundárias desses transformadores de corrente estão conectadas em cruz. As secundárias dos transformadores de corrente estão conectadas em cruz porque as correntes primárias de ambos os TCs estão entrando, ao contrário do caso da proteção diferencial do transformador, onde a corrente entra de um lado e sai pelo outro lado do transformador.
O rele diferencial junto com o resistor estabilizador em série estão conectados através do loop secundário do TC, conforme mostrado na figura. Se qualquer falha inter-turno ocorrer em qualquer caminho do enrolamento do estator, haverá um desequilíbrio nos circuitos secundários do TC, atuando o rele diferencial 87. O esquema de proteção diferencial cruzado deve ser aplicado individualmente em cada uma das fases, conforme mostrado.

Um esquema alternativo de proteção contra falhas inter-turno do enrolamento do estator do gerador também é usado. Este esquema fornece proteção completa contra falhas internas de todas as máquinas síncronas, independentemente do tipo de enrolamento empregado ou do tipo de método de conexão. Uma falha interna no enrolamento do estator gera uma corrente de segunda harmônica, incluída nos circuitos do enrolamento de campo e excitador do gerador. Esta corrente pode ser aplicada a um relé polarizado sensível via um TC e um circuito filtro.

A operação do esquema é controlada por um relé de sequência de fase negativa, a fim de evitar a operação durante falhas externas desequilibradas ou condições de carga assimétricas. Caso haja alguma assimetria externa à zona da unidade do gerador, o relé de sequência de fase negativa impede um desligamento completo, permitindo apenas que o disjuntor principal seja acionado, para prevenir danos ao rotor devido aos efeitos de sobrecarga das correntes de segunda harmônica.

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