Os sistemas elétricos podem ser solidamente aterrados, aterrado por resistência ou isolados. Esse último possui como uma grande desvantagem que é no momento do curto-circuito entre a fase-terra (monofásico) surge uma sobretensão devido o deslocamento do neutro e as capacitâncias transversais da linha, o que causa um aumento significativo da tensão nas outras fases que pode chegar de 5 a 8 vezes a nominal do circuito.
Falta Monofásica em Sistemas Isolados
O sistema isolado em situações de regime permanente com as tensões e correntes equilibradas funciona de forma similar que o sistema aterrado, pois as capacitâncias das fases se carregam(anulam) o que não permite o deslocamento do neutro.
Quando ocorre uma falta monofásica na fase “A”, esta fase vai para o potencial 0 (potencial da terra), porém a capacitância da fase “A” não fica curto-circuitada ocasionando o deslocamento de neutro, e nesta situação ocorre o aumento das capacitâncias das fases “B” e “C”.
A tensão nas fases “B” e “C” em relação à terra sofre um aumento de √3, ou seja, a tensão fase-terra fica aumentada √3 vezes a tensão fase-neutro.
Vft = √3.Vfn
Em sistemas isolados a impedância de sequência 0 (Z0) é considerada infinita, pois não possui caminho de circulação pela terra, não circulando nenhuma corrente de sequência zero (3I0) no sistema. Nesta situação o sistema não tem correntes de sequência zero(3I0), impossibilitando a atuação das proteções de sobrecorrente residual.
Para resolver esse problema pode ser utilizado transformadores de potenciais para utilização da função 59N ou instalar um transformador de aterramento para que esse curto-circuito monofásico possa ter um caminho de retorno pela terra possibilitando os TC’s do sistema de proteção ler essa falha e atuar.
Projeto da Subestação
Neste artigo será mostrado a instalação de um transformador de aterramento para criar referência de terra para o lado delta dos transformadores de potência que estão remotos dentro da planta do cliente com ligação Dyn1.
No sistema a seguir foi dimensionado um transformador de aterramento na ligação delta do transformador de aterramento para dar referência de terra para as proteções de sobrecorrente residual no sentido acessante – concessionária. Foi dimensionado um cubículo dedicado para a instalação desse transformador de aterramento. Nesta subestação foi utilizado um transformador a seco com ligação zig-zag. A ligação do transformador de aterramento é realizada através de uma derivação no barramento da subestação.
Estudo de Proteção
O transformador de aterramento deve ser considerado no cálculo da inrush dos transformadores, plotagem dos pontos ANSI e NANSI ou curva de dano do transformador.
Caso as funções 50/51 do relé de proteção não estiver protegendo adequadamente os pontos ANSI e NANSI do transformador de aterramento é aconselhável a utilização de fusíveis HH.
Em projetos que utilizam transformadores de aterramento é necessário proteger adequadamente esse equipamento e dimensioná-lo para suportar as correntes de falta a terra que irão passar pelo equipamento.
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Equipe Mesh Engenharia
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