Modelagem da proteção diferencial em transformadores trifásicos aplicando o ATP

Abstract

O presente Trabalho de Conclusão de Curso tem como objetivo desenvolver a modelagem e avaliação da proteção diferencial (função 87) empregada em transformadores de potência trifásicos com rotação de fase. Para tanto, será empregado o software ATP (Alternative Transients Program) e a sua ferramenta ATPDraw para a modelagem dos equipamentos empregados na proteção diferencial, permitindo um detalhamento dos transformadores de corrente (TC´s) e dos relés diferenciais, com a representação de curvas de saturação do TC e filtros harmônicos dos relés. A subestação modelada neste trabalho opera em níveis de tensão de 13,8/69 kV, com um arranjo de barramento principal e transferência, e possui uma potência de 20 MVA. A proteção diferencial estudada está localizada no transformador de potência da subestação, que é fundamental para a transformação dos níveis de tensão. As simulações foram efetuadas com intuito de avaliar o desempenho da proteção diferencial em cenários variados, como: condição normal de operação da rede elétrica; curto-circuito dentro e fora da zona protegida pela função 87; impacto da energização do transformador na proteção diferencial. A aplicação do ATP na modelagem da proteção diferencial possibilitou uma visão prática da atuação da proteção diferencial, embasando o conhecimento teórico obtido em sala de aula. Os resultados mostram também a efetividade da proteção diferencial na proteção de um transformador de potência frente a diferentes eventos no sistema elétrico a que é submetido.