ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DOS GERADORES SÍNCRONOS SOB CONDIÇÕES DE PERDA DE EXCITAÇÃO

  • Mateus Franco
  • Gabrieli Pinarello Pizzolato
  • Eduardo Machado dos Santos
Rótulo Curva, Capabilidade, Geradores, Síncronos, Perda, Excitação, Proteção, Sistemas, Elétricos, Potência

Resumo

Os geradores síncronos são conhecidos por serem máquinas capazes de fornecer potência elétrica com frequência constante. O termo síncrono faz referência ao sincronismo entre a velocidade mecânica de rotação do gerador e a frequência elétrica produzida. Essa característica faz com que esses geradores sejam muito utilizados na grande maioria das centrais produtoras de eletricidade, sendo elas térmicas ou hidráulicas. Nesta máquina, o campo magnético é produzido no rotor, que pode ser projetado com ímãs permanentes ou ser magnetizado por um circuito de campo, como no caso das máquinas de grande porte. O circuito de campo é alimentado por um sistema de excitação, que controla os níveis de tensão terminal da máquina e demais condições operacionais, como os limites térmicos e de estabilidade presentes na curva de capabilidade. A Perda de Excitação (PE) é uma falha no circuito de campo, onde o mesmo pode deixar de magnetizar o rotor, reduzindo a intensidade de campo magnético produzido, levando os geradores síncronos a operar de forma anormal. Durante uma situação de perda de excitação, tal gerador tem o acoplamento magnético entre rotor e estator enfraquecido, fazendo com que a máquina acelere. Quando o sistema de excitação é perdido, o gerador passa a drenar grandes quantidades de energia reativa do Sistema Elétrico de Potência (SEP) ao qual está conectado. Além disso, como consequência da perda de excitação, a tensão terminal da máquina é reduzida. A grande quantidade de reativos demandada pela máquina em falha, cria correntes da ordem de duas a quatros vezes a corrente nominal no estator e o rotor sofre com sobreaquecimento. Portanto, o desenvolvimento de proteções para mitigar os impactos da PE são de suma importância, pois as consequências provocadas devido a falha no sistema de excitação podem levar o gerador síncrono à sofrer danos permanentes. Sendo assim, o presente trabalha visa elucidar as consequências da perda de excitação nos geradores síncronos, apresentando o funcionamento do gerador sob condições de perda de excitação, quando o mesmo opera em paralelo ao SEP. Devido a sua importância para o sistema elétrico de potência, os geradores síncronos devem operar de maneira correta, de forma a evitar a rejeição de cargas e impactar economicamente o consumidor final com a interrupção no fornecimento de energia. Logo, os geradores síncronos devem operar de maneira segura, sendo protegidos por técnicas eficazes e robustas frente às situações envolvendo PE.

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Publicado
2020-11-20
Como Citar
FRANCO, M.; PINARELLO PIZZOLATO, G.; MACHADO DOS SANTOS, E. ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DOS GERADORES SÍNCRONOS SOB CONDIÇÕES DE PERDA DE EXCITAÇÃO. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 12, n. 2, 20 nov. 2020.