Zeros atrasados: conceitos básicos

Os disjuntores AC interrompem a corrente de curto-circuito naturalmente quando a corrente passa por zero. A instalação de disjuntores em locais onde existem geradores a partir de 25 MVA, os valores de X/R são A. Nesses casos, a componente DC da corrente de curto-circuito, promove um deslocamento da corrente DC, conforme mostrado na Figura 1.

Fig. 1 – Deslocamento DC x X/R

O valor instantâneo da corrente de curto-circuito poderá apresentar um aspecto como mostrado na Figura 2. Como pode ser observado na Figura 2, o disjuntor irá cruzar o zero naturalmente num tempo muito elevado. Os disjuntores são projetados, fabricados e testados para suportar o arco seus polos por certo tempo. Num disjuntor padrão a constante de tempo DC é de 45 ms, tanto na norma IEC como na norma IEEE. Se o dispositivo de proteção envia o sinal de tripe para o disjuntor, nestas condições, e ele demora um tempo superior para o qual ele foi especificado para suportar poderá haver a explosão
deste disjuntor, visto que a pressão interna na câmara de extinção irá aumentar devido ao aumento de temperatura no arco. Assim, engenheiros de proteção e análise de sistema que lidam com estas situações tem que se preparar para entender melhor este fenômeno, para evitar situações gravíssimas como uma explosão. É comum sempre haver um transformador elevador junto ao gerador (step-up-transformer).

Fig.2 – Corrente de CC com Zeros Atrasados.

Pode haver disjuntores tanto do lado do gerador (primário do transformador) como no secundário. Assim, as situações prováveis podem ser visualizadas na Figura 3.

Fig.3 – Análise possíveis dos zeros atrasados.

Como pode ser observado pelas figuras anteriores, o disjuntor “A”, do lado do gerador, é que sofre a maior solicitação devido à componente DC. O disjuntor instalado na tensão superior, tem a contribuição do gerador passando por um transformador, o que faz com que o novo X/R no lado da tensão tenha um valor menor que no lado de tensão inferior, além de ter um valor em Ampères menor (tensão mais alta).
Por essa razão, o Guia de Proteção de Gerador IEEE Std C37.102TM, recomenda a utilização de disjuntores apenas no lado da alta, como pode ser visualizado na Figura 4.

Fig.4– Unifilar sugerido pelo IEEE Std C37.102.

Pode haver disjuntores tanto do lado do gerador (primário do transformador) como no secundário.
Assim, as situações prováveis podem ser visualizadas na Figura 3. É importante conhecer mais profundamente este assunto. No treinamento de Transitórios Eletromagnéticos da EngePower fazemos uma abordagem aprofundada neste tema.

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