DETECÇÃO DA PERDA PARCIAL EM GERADORES SÍNCRONOS ATRAVÉS METODOLOGIAS DE MASON E BERDY

Resumo

O gerador síncrono é uma fonte de tensão com frequência constante que fornece potência a uma determinada carga. A tensão terminal é controlada pelo sistema de excitação, o qual fornece corrente de campo para o respectivo enrolamento, produzindo um campo magnético. O gerador está sujeito a muitas condições anormais de funcionamento, tais como: sobreaquecimento, sobretensões, motorização e perda de excitação. Dentre estas condições anormais, destaca-se a perda de excitação, fenômeno para o qual utiliza-se uma função específica de proteção (função ANSI 40), cuja finalidade é detectar a perda parcial ou total de excitação e desconectar a máquina da rede, mantendo a estabilidade do sistema elétrico ao qual ela está conectada. As metodologias de Mason e Berdy, propõe a utilização de de um relé de admitância exercendo a função ANSI 40, mede a distância do ponto onde este é instalado até um terminal remoto, assim quando o sistema funciona normalmente e as impedâncias vistas pelos relés estão distantes das zonas de atuação, No momento em que ocorre o evento da perda parcial de excitação a impedância se desloca do lugar geométrico das cargas em direção as zonas de atuação do relé, desconectando o gerador que está trabalhando subexcitado. A metodologia de Mason apresenta bom desempenho para casos de perda de excitação, principalmente em situações onde ocorram perda total de excitação, porém é ineficiente para casos onde ocorram transitórios ou oscilações estáveis de potência. Berdy propôs uma melhoria na metodologia de Mason, inserindo um segundo relé, com função temporizada, com atuação temporizada e ajuste igual a reatância do eixo direto do gerador síncrono. Tal configuração permite seletividade para alguns casos de oscilação de potência pois a atuação da zona temporizada irá ocorrer após transcorrido o intervalo de tempo ajustado. Ambas metodologias se mostram eficientes para casos onde ocorram a perda total de excitação, porém falham para alguns casos onde ocorra perda parcial de excitação. Levando em consideração que geradores trabalhando sub-excitados podem comprometer a estabilidade do sistema, é necessário levar em conta outras metodologias mais eficazes para casos onde ocorram perda total de excitação.