Tempo de atuação dos disjuntores em caso de alta corrente DC

Neste artigo, o evento que analisaremos envolve um gerador com um curto-circuito de alto nível DC. Essa elevação na corrente de curto-circuito é ocasionada pela alta relação X/R da máquina. A presença de uma indutância (X) com baixa resistência contribui para a falta de amortecimento do pico, explicando o alto nível DC.

Aplicando-se um curto-circuito na barra da direita (representado por um raio na imagem a cima), o disjuntor do gerador é acionado em 200 ms. O curto se inicia no tempo zero segundos, gerando uma alta componente DC devido à elevada relação X/R. A corrente DC aumenta, mas é interrompida quando o disjuntor é acionado em 200 ms, focando na fase A, enquanto as fases B e C continuam a conduzir corrente, resultando em danos ao equipamento. Isso justifica a necessidade, em alguns casos, de investir em disjuntores específicos e mais robustos, mesmo que mais caros.

Ao ajustar o tempo de abertura do disjuntor para 0,6 segundos, por exemplo, é possível cortar a corrente da fase A, mas as fases B e C ainda conduzem corrente, zerando apenas por volta de 0,8 segundos. Embora a corrente seja de menor magnitude comparada à abertura anterior com alto nível DC, a componente exponencial associada ao nível DC permanece presente. Visualizando essa exponencial como a "altura" da corrente de curto, é crucial compreender que abrir o disjuntor no início resulta em uma corrente mais elevada, enquanto abri-lo mais tardiamente, durante o decaimento, proporciona uma corrente mais suave.

Esta dinâmica é crucial para a vida útil dos equipamentos e a redução do arco elétrico. Ao adotar a característica de temporizar a proteção para agir após um determinado tempo, é possível obter uma interrupção mais eficaz da corrente, preservando os equipamentos. Em sistemas de geração, é comum utilizar a proteção 51V em vez da instantânea, pois permite que outros relés de proteção ajam primeiro, removendo o curto antes de interromper o gerador. Esta abordagem é conhecida como "zero atrasado", indicando que a corrente só zera após passar pelo zero.

Portanto, é crucial realizar essa temporização de abertura do disjuntor por meio de estudos detalhados com softwares específicos e a orientação de profissionais capacitados. Esse ajuste deve ser coordenado com a seletividade da planta, garantindo que outros disjuntores próximos ao curto abram mais rapidamente, permitindo que o gerador, com seu alto nível DC, abra em tempos mais prolongados.

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