Proteção diferencial de transformadores de potência baseada na corrente de sequência negativa

Abstract

Propõe-se na presente tese um novo algoritmo de proteção diferencial para transformadores de potência baseado na corrente de sequência negativa, a qual é reconstruída no tempo a partir do fasor correspondente em ambos os enrolamentos do transformador. Com o objetivo de fornecer uma operação mais rápida e confiável do método proposto, a relação dos sinais de corrente de sequência negativa de operação e restrição é integrada. O algoritmo desenvolvido ainda incorpora uma função que detecta a ocorrência de distúrbios, e uma nova estratégia de restrição harmônica também é proposta, para melhorar a segurança da proteção para faltas externas que levem à saturação do transformador de corrente (TC). A fim de avaliar o desempenho do algoritmo proposto, diversos distúrbios são simulados no software Alternative Transients Program (ATP), a saber: curtos-circuitos externos, saturação do TC, remoção de um curto-circuito próximo ao transformador, condição de energização solidária e faltas internas, variando o tipo de curto-circuito, porcentagem de espiras curto-circuitadas, força das fontes e o carregamento do sistema de potência. Além disso, realizou-se uma avaliação comparativa da proteção diferencial proposta com a proteção diferencial tradicional de corrente (fundamentada nos elementos de fase e sequência negativa). Por fim, a lógica do algoritmo proposto foi implementada em um relé de proteção diferencial comercial, possibilitando a sua validação experimental. Os resultados obtidos revelam que o método desenvolvido é capaz de detectar faltas entre espiras e espira-terra, mesmo para 1% de espiras curto-circuitadas, de forma que pode ser um complemento às funções diferenciais de fase, no que concerne a operações mais rápidas e sensíveis para faltas internas envolvendo poucas espiras, e seguro para curtos-circuitos externos com saturação do TC.