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SEL Lança Equipamento de Proteção Completa de Geradores

Novo SEL-400G é resultado de alto investimento em P&D e funções de proteção inovadoras para proteção completa de unidades geradoras.

A SEL está trazendo para o Brasil o SEL-400G, um equipamento de proteção avançada,   automação e controle para geradores, que vai trazer muita inovação e que é fruto do alto investimento da companhia em pesquisa e desenvolvimento. O equipamento será apresentado durante o Seminário Técnico de Geração da SEL, nos dias 26 e 27 de novembro, em Campinas (SP). 


Entre as inovações do relé estão os elementos 64G1, 64G2 e 64G3 que são capazes de oferecer detecção passiva de falta à terra em 100% do enrolamento do estator. Quando combinado com o Módulo de Detecção de Terra no Campo, SEL-2664, o SEL-400G permite a proteção contra faltas à terra tanto no rotor quanto no estator da máquina. O equipamento detecta também faltas entre as espiras no estator e no rotor da máquina por meio de uma função diferencial estator-rotor, 87-S, algo até então inexistente na indústria. Tradicionalmente, a detecção de faltas entre espiras no estator era feita utilizando a função de sobretensão de sequência zero, que não permitia uma proteção completa dos enrolamentos, ou através do uso de TCs (transformadores de corrente) de fase dividida. No que tange as faltas entre espiras do rotor, o desafio é ainda maior, uma vez que não existe proteção elétrica para detectá-las. “Atualmente, quando há uma falta entre espiras no rotor, a identificação é feita de maneira indireta, pela medição da temperatura ou pela vibração da máquina. Porém, quando esse defeito consegue ser detectado, ele já se agravou muito o que pode levar a danos no gerador. Com a nova função, isso poderá ser detectado logo no início”, explica Paulo Lima, coordenador de Engenharia de Aplicação da SEL.


Equipamento conta com função de perda de campo baseada no plano P-Q
Outra funcionalidade é a função de perda de campo baseada no plano P-Q (Potência Ativa e Potência Reativa). A metodologia empregada atualmente utiliza a medição de impedância, método usado desde os relés eletromecânicos. “Com a evolução do sistema de potência tem sido cada vez mais difícil utilizar o método por impedância, devido a dificuldades na coordenação com a curva de capabilidade da máquina e os limites de subexcitação, estabilidade de regime e estabilidade dinâmica e limitador de subexcitação. Ao propor essa funcionalidade baseada no plano P-Q, facilita-se muito a coordenação com todas essas condições, além de tornar a proteção mais eficiente”, afirma o coordenador.


O Plano P-Q relaciona quais são as condições máximas em que um gerador pode operar sem ser danificado. Ter um equipamento que fizesse esse tipo de proteção quando os relés eram eletromecânicos era muito difícil e a solução encontrada foi por meio da impedância. “A tecnologia evoluiu do eletromecânico para o digital e se continuou a fazer da mesma maneira. Hoje a evolução dos sistemas permite que isso seja implementado via plano de potência, o que é uma inovação e uma ruptura com um método antigo de trabalho”, ressalta Lima.

Detecção de motorização também é benefício do SEL-400G
Outra função de proteção que o equipamento traz é a detecção de motorização. 
Quando o gerador, por uma falha ou manobra, perde a potência mecânica em seu eixo, uma reversão de fluxo ocorre e o equipamento passa a consumir potência ativa da rede, se comportando como um motor. Esse processo, conhecido como motorização, pode causar danos à turbina, como cavitação, processo de erosão sofrido por turbinas em contato com água quando há motorização de geradores em hidroelétricas.


A funcionalidade que utiliza a potência reversa já existe e a SEL está contribuindo para otimizá-la a fim de fazer com que essa detecção seja mais simples mesmo que, dependendo do tipo de turbina usada, o nível de potência consumido pela máquina quando ocorrer uma motorização seja muito pequena, em alguns casos um a três por cento da potência nominal. “Quando ocorre a motorização, a máquina que estava gerando potência ativa, passa a consumir uma pequena quantidade de potência ativa e pode continuar a gerar ou consumir uma grande quantidade de energia reativa. Essa situação leva a uma dificuldade na medição da potência ativa que é pequena”, diz Lima. O que a SEL propõe é uma função de potência reversa que é adaptativa para facilitar a detecção dessas condições onde a potência consumida é muito baixa.

Desligamento sequencial de geradores em paralelo
O relé SEL-400G é preparado, também, para a proteção de geradores aterrados por alta impedância conectados em paralelo. São geradores que compartilham o mesmo transformador: dois ou três geradores são conectados um ao lado do outro com um transformador único para eles. Normalmente, se um defeito é detectado, é difícil distinguir em qual dos geradores ele está. Hoje não há uma solução que detecte isso. Ou se desliga todos ou se desliga um por um e verifica-se em qual está o defeito, fazendo um desligamento sequencial.

Quando o gerador que não estava com defeito é desligado, este ativo deixa de entregar energia, gerando um prejuízo econômico, primeiro porque pode causar um defeito maior naquele que realmente está com a falha e, também, porque resulta na perda de geração. No SEL-400G, é proposta uma nova função em que os relés de proteção dos geradores se comunicam e existe um algoritmo para detectar em qual das máquinas está o problema, fazendo um desligamento seletivo. 

Geradores em Foco

O Seminário Técnico de Geração – “Os novos caminhos da proteção de Usinas e PCHs” será promovido pela SEL nos dias 26 e 27 de novembro, em Campinas (SP). O evento abordará os desafios e soluções de cada elemento das unidades geradoras, a automação de usinas e Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs); bem como os requisitos para uma rede de comunicação confiável e segura. Com início às 8h, o seminário trará informações sobre filosofia de proteção de unidades geradoras, além de inovações na proteção de geradores síncronos, transformadores elevadores, serviços auxiliares, automação, redes de comunicação e cibersegurança.

Voltado a engenheiros e técnicos de proteção que atuam com projeto, operação e manutenção de usinas e PCHs, o seminário vai ao encontro dos desafios do país, cuja matriz elétrica é predominantemente hidráulica, sendo a proteção dos geradores é essencial para a estabilidade do sistema elétrico de potência. 
Uma das novidades do seminário, é o lançamento do relé de proteção de geradores SEL-400G. Esse equipamento poderá ser visto de perto no evento.

As inscrições estão abertas e podem ser feitas aqui.

Fonte: Interface 48

Texto revisado em Abril/2020