J.P.C. GUTIERREZ - MANUTENÇÃO INDUSTRIAL/AFERIÇÃO DO RELÉ DE PERDA DE EXCITAÇÃO DO ALTERNADOR

 

Relé de perda de excitação do gerador

Perda de campo ou excitação pode ser causada no gerador devido a falha de excitação. Em geradores de tamanho maior, a energia para excitação geralmente é retirada de uma fonte auxiliar separada ou de um gerador CC acionado separadamente . A falha da alimentação auxiliar ou falha do motor de acionamento também pode causar a perda de excitação em um gerador. A falha de excitação que é a falha do sistema de campo no gerador faz com que o gerador funcione a uma velocidade acima da velocidade síncrona.

Nessa situação, o gerador ou alternador se torna um gerador de indução que extrai corrente magnetizante do sistema. Embora esta situação não crie nenhum problema no sistema imediatamente, o excesso de carga do estator e o superaquecimento do rotor devido à operação contínua da máquina neste modo podem criar problemas no sistema a longo prazo. Portanto, cuidados especiais devem ser tomados para retificar o campo ou sistema de excitação do gerador imediatamente após a falha desse sistema. O gerador deve ser isolado do restante do sistema até que o sistema de campo seja devidamente restaurado.

Existem basicamente dois esquemas disponíveis para proteção contra perda de campo ou excitação de um gerador. No primeiro esquema, usamos um relé de subcorrente conectado em shunt com o circuito principal do enrolamento de campo. Este relé operará se a corrente de excitação ficar abaixo de seu valor predeterminado. Se o relé for operar com perda completa de campo, ele deve ter um ajuste bem abaixo do valor mínimo da corrente de excitação, que pode ser 8% da corrente nominal de plena carga. Novamente, quando ocorre perda de campo devido à falha do excitador, mas não devido a um problema no circuito de campo (o circuito de campo permanece intacto), haverá uma corrente induzida na frequência de escorregamento no circuito de campo. Esta situação faz com que o relé seja ativado e desativado conforme a frequência de escorregamento da corrente induzida no campo. Este problema pode ser superado da seguinte maneira.

Neste caso, recomenda-se um ajuste de 5% da corrente normal de plena carga. Há um contato normalmente fechado conectado ao relé de subcorrente. Este contato normalmente fechado permanece aberto enquanto a bobina do relé é energizada pela corrente de excitação desviada durante a operação normal do sistema de excitação. Assim que houver qualquer falha no sistema de excitação, a bobina do relé é desenergizada e o contato normalmente fechado fecha a alimentação através da bobina do relé de temporização T ₁ .

À medida que a bobina do relé é energizada, o contato normalmente aberto deste relé T ₁ é fechado. Este contato fecha a alimentação através de outro relé de temporização T ₂ com um atraso de pickup ajustável de 2 a 10  segundos. O relé T ₁ é temporizado na queda para estabilizar o esquema novamente o efeito da frequência de escorregamento. O relé T ₂ fecha seus contatos após o tempo de atraso prescrito para desligar o conjunto ou iniciar um alarme. É temporizado no pickup para evitar operação espúria do esquema durante uma falta externa.

Para gerador ou alternador maior, utiliza-se um esquema mais sofisticado para esse fim. Para máquinas maiores, recomenda-se desarmar a máquina após um certo atraso prescrito na presença de condição de oscilação resultante da perda de campo. Além disso, deve haver corte de carga subsequente para manter a estabilidade do sistema. Neste esquema de proteção, uma imposição automática de corte de carga ao sistema também é inerentemente necessária se o campo não for restaurado dentro do atraso de tempo descrito. O esquema compreende um relé mho offset e um relé de subtensão instantânea. Como dissemos anteriormente, nem sempre é necessário isolar o gerador imediatamente em caso de perda de campo, a menos que haja um distúrbio significativo na estabilidade do sistema.

Sabemos que a tensão do sistema é a principal indicação da estabilidade do sistema. Portanto, o relé offset mho é configurado para desligar a máquina instantaneamente quando a operação do gerador é acompanhada por um colapso de tensão do sistema. A queda na tensão do sistema é detectada por um relé de subtensão que é ajustado para aproximadamente 70% da tensão nominal normal do sistema. 

O relé mho compensado é ajustado para iniciar o corte de carga para o sistema até um valor seguro e, em seguida, para iniciar um relé mestre de disparo após um tempo predeterminado.