Análise dos Efeitos dos Harmônicos na Performance de Relés Numéricos para Proteção de Motor de Indução

Geraldo Rodrigue Silveira Neto¹; Jader Filipe Braga de Sousa²; Icaro Oliveira Viana³; Aurélio Luiz Magalhães Coelho³; José Eugênio Lopes de Almeida³; Frederico de Oliveira Passos³

¹ Universidade Federal de Minas Gerais; ² Universidade Federal do Rio de Janeiro; ³ Universidade Federal de Itajubá

Resumo

Ao longo dos anos, as cargas que compõem os sistemas elétricos industriais vêm evoluindo em seus aspectos construtivos, sendo em sua maioria composta de circuitos eletrônicos que lhes conferem características não lineares. Devido a esta particularidade, surgem correntes e tensões com componentes múltiplas da frequência fundamental, também conhecidas como componentes harmônicas, deformando e modificando a amplitude do sinal resultante que alimenta os dispositivos de proteção. Neste sentido, este trabalho apresenta os resultados da análise dos efeitos de diferentes ordens harmônicas no desempenho de um relé numérico de proteção comercial para motor industrial. Algumas funções de proteção são avaliadas, como: sobrecorrente instantânea (ANSI 50), desequilíbrio de corrente (ANSI 46), sobretensão (ANSI 59) e subtensão (ANSI 27). Para isso, um simples sistema industrial com um motor de indução trifásico é modelado no Simulink/Matlab. Os sinais de tensão e correntes resultantes dessa simulação são convertidos para o formato COMTRADE para serem injetados em um relé de proteção comercial a fim de verificar a resposta dessas funções de proteção frente a diversos cenários.

Palavras-chave: Desequilíbrio de corrente; Distorção harmônica total; Proteção de motor; Relé numérico; Sobrecorrente instantânea; Sub/sobretensão