Proteção Direcional de Neutro (67N) – Qual vetor de polarização usar? V0 – SEQ. ZERO ou V2 – SEQ. NEGATIVA?

Iremos esclarecer a definição do vetor de polarização na proteção de sobrecorrente direcional de neutro (67N), utilizando um estudo de caso prático. A abordagem prática incluirá a interpretação de oscilografias e simulações de curtos-circuitos monofásicos em três pontos distintos da linha, proporcionando uma compreensão detalhada de como escolher o vetor de polarização de forma assertiva para otimizar a confiabilidade do sistema elétrico.

A oscilografia apresentada abaixo ilustra o comportamento das correntes e suas componentes na ocorrência de uma falta à terra.

Simulando um sistema de geração de 30 MW numa linha de 34,5 kV e um transformador Estrela aterrado - Delta de 30 MVA, quando aplicamos uma falta monofásica próxima ao relé de proteção podemos observar um alto valor para o vetor de polarização V0.

A medida em que o curto-circuito se afasta do transformador de potência (TP) do relé de proteção, pode-se observar uma redução significativa no valor do vetor de polarização V0 na barra Bus3, conforme ilustrado abaixo.

Por fim, aplicando-se uma falta monofásica na barra Bus1, pode-se notar uma nova redução no valor do vetor V0 na barra Bus3 e uma pequena corrente de operação.

Pelo gráfico abaixo podemos observar que a medida em que o curto-circuito se afasta do ponto de medição há uma queda brusca para a tensão de sequência zero (70% de queda), enquanto que a tensão de sequência negativa tem uma queda de apenas 8%. Desse modo, a componente de sequência negativa (V2) torna-se confiável para ajuste do pick-up de tensão mínima e corrente de operação.

Diante disso realizamos uma simulação considerando uma fonte de geração fraca e podemos observar na figura abaixo que a tensão de sequência negativa é inversamente proporcional a fonte que está atrás do relé de proteção, ou seja, se a fonte de geração for fraca a tensão de sequência negativa aumenta no sentido direto da falta.

Verificamos que para a proteção de sobrecorrente direcional de neutro o vetor de polarização V0 diminui a medida em que a falta se afasta da barra de monitoramento. O mesmo ocorre com a corrente de operação (I0), fazendo com que as faltas mais distantes não sensibilizem o relé de proteção para a correta detecção da direcionalidade.

Desse modo, podemos utilizar o recurso da direcionalidade de neutro através das componentes de sequência negativa (V2 e I2).

Espero que essa explicação tenha sido útil para compreensão da escolha adequada do vetor de polarização da proteção 67N. Em caso de dúvidas, comentários ou quiser saber mais sobre outras proteções para sistemas elétricos, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco!

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