FILTRO MORFOLÓGICO DE EXTRAÇÃO DE ENVOLTÓRIAS PARA DETECÇÃO DE PERDA DE EXCITAÇÃO EM GERADORES SÍNCRONOS

Resumo

O gerador síncrono trata-se de um elemento capaz de fornecer potência elétrica com frequência constante. Por esta característica os geradores síncronos são muito utilizados nas centrais de geração de energia, pois apresentam fácil ajuste da frequência elétrica de operação do sistema. Devido a sua importância para o sistema elétrico de potência (SEP) os geradores síncronos devem funcionar de maneira ininterrupta atendendo as demandas das cargas. Um dos problemas que podem atrapalhar o seu funcionamento são as possíveis falhas do seu sistema de excitação, que é o responsável por magnetizar o rotor da máquina, tornando-o um eletroímã que induz tensão nos enrolamentos do estator. O sistema de excitação é alimentado pelo circuito de campo (Também conhecido como circuito de magnetização), este circuito realiza a magnetização do núcleo do rotor alimentando os seus enrolamentos com corrente contínua. As falhas no sistema de excitação ocorrem devido à problemas no circuito de campo e podem comprometer a integridade da máquina, podendo leva-la à danos permanentes. Entre os efeitos negativos que a perda de excitação pode causar nos geradores síncronos encontra-se o consumo de reativos, afundamento de tensão e aumento de corrente terminal, distorção de fluxo de potência, redução de potência ativa e perda de sincronismo, o último devido à perda do acoplamento magnético entre rotor e estator elevando a velocidade da máquina. Sendo assim, buscando uma forma de detectar os eventos de perda de excitação nos geradores síncronos o presente trabalho demonstra uma metodologia capaz de identificar e atuar para tais eventos de maneira eficiente, mitigando os possíveis danos à máquina. A metodologia é baseada no Filtro Morfológico de Extração de Envoltórias (FMEE) e utiliza operadores morfológicos de dilatação e erosão para a análise dos sinais de corrente e tensão dos terminais da máquina. O estudo foi realizado sob especificações de um gerador síncrono de 500 MVA e os cálculos e simulações foram desenvolvidas nos softwares Matlab ® e DigSilent Power Factory ®.