Prezado Ricardo,
Existem duas condições onde o gerador está operando na situação colocada:
(a) operação com o gerador subexcitado;
(b) operação com o gerador sem excitação (perda de campo ou perda de excitação);
- a operação do gerador subexcitado se justifica pela aplicação dos estudos de planejamento da operação do sistema. Com o objetivo de aproveitar as reservas de reativos disponíveis para melhoria da regulação e compensação do sistema ao qual está conectado o gerador. Essa operação de condição subexcitado é considerada aceitável somente quando o sistema de excitação é controlado por um moderno regulador de tensão e monitorado por sistemas de proteção cujo ajuste prevê coordenação com os limites térmicos (aquecimento de partes da estrutura final do estator) e de estabilidade da máquina. Esses limites são determinados pela curva de capabilidade do gerador conforme figura abaixo:
Anexo:
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A proteção de potência reativa reversa visa evitar que o gerador chegue nesse limite térmico. Note na figura abaixo como o relé g-60 parametriza a função potência reativa reversa:
Anexo:
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- Um gerador síncrono suficientemente carregado, logo após perder sua excitação, sofre um processo de escorregamento de polos, passando a operar como gerador de indução. Nesse regime de operação, a máquina continua a fornecer potência ativa ao sistema, porém passa a drenar uma enorme quantidade de potência reativa do mesmo. Para manter o suprimento de potência ativa, o rotor acelera, perdendo o acoplamento magnético entre ele e o estator fazendo a máquina perder o sincronismo. Por outro lado, para suprir a perda de excitação, o gerador passa a absorver níveis crescentes de potência reativa do sistema, o que levará fatalmente a uma queda de tensão generalizada em todo o sistema elétrico. Para evitar que isso ocorra existe a função de proteção 40 ou perda de excitação. Essa proteção analisa a impedância vista pelo gerador e se a impedância do sistema entrar em uma determinada região, o relé irá atuar. Conforme a figura abaixo (note que cada trajetória abaixo representa um nível de carregamento do sistema):
Anexo:
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CONCLUSÃO:
PROTEÇÃO DE POTÊNCIA REATIVA REVERSA: VISA PROTEGER O GERADOR CONTRA DANOS TÉRMICOS E SER UMA FERRAMENTA NA OPERAÇÃO DO SISTEMA (REGULAÇÃO DE TENSÃO). É GERALMENTE UMA PROTEÇÃO COM TEMPO DEFINIDO.
PROTEÇÃO DE PERDA DE EXCITAÇÃO: VISA PRIORITARIAMENTE MANTER O SINCRONISMO DO SISTEMA RETIRANDO A MÁQUINA SEM EXCITAÇÃO. É GERALMENTE UMA PROTEÇÃO COM TEMPO INSTANTÂNEO.