Um Sistema Integrado de Testes de Funções de Proteção de Geradores Síncronos Associadas aos Limites de Excitação de um Modelo de AVR Implementado em Ambiente de Simulação Digital em Tempo Real. - COELHO, Aurélio Luiz Magalhães (2016)
Dentre os principais equipamentos que compõem o sistema de potência, a máquina síncrona destaca-se por possuir esquemas complexos de controle que influenciam na estabilidade do sistema elétrico, controlando a operação da turbina e a excitatriz do gerador. No caso da excitatriz do gerador, o regulador automático de tensão (AVR) controla a tensão terminal e a potência reativa fornecida pela máquina. Além disso, os AVRs podem ser dotados de outras malhas de controle com funções adicionais de proteção no gerador e no próprio sistema de excitação, como é o caso das malhas de limitação de excitação. Além da ação de controle conferida por esses limitadores, o sistema deve ser equipado com relés de proteção para garantir a segurança em caso de uma perda de excitação ou sobrexcitação, evitando danos à máquina e efeitos adversos sobre o sistema. Nesse contexto, torna-se necessário a aplicação de sistemas coordenados de proteção e controle que permitam garantir a estabilidade do sistema e a proteção das máquinas. Assim, este documento apresenta um modelo unificado para teste e simulação da proteção de geradores síncronos, contemplando a interação dos seus ajustes com os limites definidos no sistema de excitação das máquinas. Para isso, um sistema teste completo de geração é implementado em um Simulador Digital em Tempo Real (RTDS), incluindo um novo modelo de sistema de excitação para sua biblioteca. Para validar o desempenho dinâmico do modelo implementado, são analisados os requisitos técnicos mínimos de desempenho de sistemas de excitação definidos em normas e procedimentos de rede. Na sequência, os limites definidos no sistema de excitação modelado são coordenados com os ajustes da proteção de perda de excitação e demais proteções associadas aos limites do regulador. Um esquema de teste em malha fechada (Hardware-In-The-Loop) usando um relé numérico foi implementado em laboratório para realização de testes a fim de investigar a interação das proteções do relé físico com os limites do sistema de excitação modelado. Resultados dessa avaliação são apresentados em diferentes cenários, para os quais a máquina e o sistema poderão estar submetidos.