Corrente de Sequência Zero em Sistemas com Transformador Aterrado e Gerador não Aterrado

Introdução 

A corrente de sequência zero é uma componente de corrente assimétrica presente em sistemas elétricos de três fases. Ela surge quando há desequilíbrio na geração ou na carga, resultando em correntes com mesma magnitude e deslocamento de fase de 120 graus em relação às fases principais. Em usinas de geração, essa corrente pode apresentar desafios significativos, especialmente em sistemas com transformadores aterrados e geradores não aterrados.

Ela recebe esse nome porque sua magnitude e fase são iguais nas três fases do sistema. Matematicamente, a corrente de sequência zero é definida pela seguinte equação vetorial:

Fórmula para cálculo de corrente de sequência zero

Nessa equação, Ia, Ib e Ic representam as correntes nas três fases do sistema. No entanto, em plantas com transformador aterrado e gerador não aterrado, a corrente de sequência zero é inexistente.

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Comportamento da Corrente de Sequência Zero 

O comportamento da corrente de sequência zero em sistemas com transformadores aterrados e geradores não aterrados difere devido às características de aterramento desses componentes. No caso de transformadores aterrados, a corrente de sequência zero se dispersa no sistema de aterramento, enquanto em geradores não aterrados, a corrente flui por meio dos capacitores parasitas entre o gerador e a terra.

Considerando uma corrente de curto-circuito monofásico de magnitude igual a 50 Ampères, temos na fase A, onde ocorreu a falta, 50 Ampères fasor 180°, na fase B e C 25 Ampères fasor 0° cada, resultado da divisão da corrente ocorrida na fase A. 

Como a corrente 3I0 = IA + IB + IC, nota-se que a soma dessas correntes resulta em zero. Logo, para TCs conectados de forma correta, o relé não fará a leitura da corrente de sequência zero, no entanto se apenas um dos TCs estiver conectado de forma invertida, o relé fará uma leitura errônea de corrente de sequência zero.

Efeitos da Corrente de Sequência Zero 

A presença desta componente pode resultar em uma série de efeitos indesejáveis, como o aumento da tensão entre as fases, sobretensões em equipamentos, oscilações de potencial e desequilíbrio de tensões. Além disso, em casos de falhas, como curtos-circuitos, a corrente de sequência zero pode levar a danos significativos em transformadores e outros equipamentos elétricos.

Medidas de Proteção e Mitigação 

Para lidar com os desafios apresentados pela corrente de sequência zero, são necessárias medidas de proteção adequadas. Isso inclui a coordenação de dispositivos de proteção, como relés de sobrecorrente e relés de sequência zero, para detectar e isolar falhas rapidamente. Além disso, é importante considerar a utilização de sistemas de aterramento adequados e o uso de filtros para mitigar os efeitos indesejáveis da corrente de sequência zero.

Estratégias de Controle e Monitoramento 

A implementação de estratégias de controle e monitoramento é essencial para garantir o funcionamento adequado de sistemas com corrente de sequência zero. Isso envolve a detecção precoce de falhas, o uso de algoritmos de controle avançados e a correta conexão do transformador de corrente. Além disso, a realização regular de estudos de curto-circuito e seletividade é fundamental para verificar a integridade do sistema elétrico.

Conclusão

A corrente de sequência zero representa um desafio significativo em usinas elétricas, especialmente em sistemas com transformadores aterrados e geradores não aterrados. Compreender seus efeitos e implementar medidas de proteção adequadas são aspectos essenciais para garantir o funcionamento seguro e eficiente desses sistemas. Ao adotar estratégias de controle e monitoramento, os profissionais da área podem mitigar os riscos associados à corrente de sequência zero e manter a integridade do sistema elétrico.

E lembre-se! Pensou em energia, pensou Sensorless!