Limites de estabilidade do gerador

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O Impacto do Sistema de Excitação dos Geradores
Síncronos nos Relés e Sistemas de Proteção
Gabriel Benmouyal, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.
Resumo—Os geradores síncronos possuem dois tipos de limites operacionais: térmico e estabilidade. Esses limites são normalmente definidos no plano P-Q; em conseqüência, o ponto de operação de um gerador não deve estar localizado além de qualquer um desses limites. Funções conhecidas como limitadores evitam que o gerador ultrapasse esses limites, entrando nas zonas proibidas; essas funções são normalmente incorporadas no Regulador Automático de Tensão (“Automatic Voltage Regulator” –
AVR) do gerador. A combinação desses limitadores e a natureza do próprio AVR terão impacto em algumas funções de proteção do gerador, tais como a proteção de perda de sincronismo (“outof-step”) ou de perda de excitação (“loss-of-field” – LOF). O objetivo deste artigo não é rever os princípios de proteção dos geradores, pois isso já foi amplamente efetuado em outros trabalhos, mas sim relembrar os princípios básicos de física e engenharia que estão por trás da interação entre o AVR de um gerador síncrono e seus limitadores associados, além de algumas funções de proteção de geradores. Será apresentada a análise da tecnologia dos limitadores incorporados no AVR de um gerador.
Nos estudos de coordenação da LOF, o limite de estabilidade em regime (“steady-state stability limit” – SSSL) usado mais freqüentemente tem sido tradicionalmente baseado num sistema de geração com excitação através de uma tensão constante (ou SSSL manual). Este trabalho discute o impacto do sistema de excitação com um AVR ou um estabilizador do sistema de potência (“power system stabilizer” – PSS) nos limites de estabilidade do gerador. Uma nova técnica numérica é introduzida para determinar os limites de estabilidade de um sistema de geração em que a excitação pode ser regulada usando um AVR ou um AVR complementado por um PSS.

O limite do