Proteção diferencial do transformador (ANSI 87T): Inclinação tendenciosa, restrição de inrush e saturação de CT

Proteção diferencial de restrição percentual de inclinação dupla, restrição de inrush de magnetização de 2º harmônico (I_2nd > 15%), bloqueio de sobreexcitação

1. Princípios de proteção diferencial do transformador (ANSI 87T)

De acordo com IEC 60255-187-1, a proteção diferencial com polarização percentual (ANSI 87T) serve como proteção da unidade primária para transformadores de potência contra curtos-circuitos internos.

2. Equações de características operacionais de inclinação dupla

Idiff = |ĪHV + ĪLV_referred|
Ibias = (|ĪHV| + |ĪLV_referred|) / (2)

Regiões de viagem:

  • Inclinação 1 (K1 = 20% - 30%): Trip sensível para faltas internas entre espiras e à terra de baixa corrente durante carga normal.
  • Inclinação 2 (K2 = 60% - 80%): Alta restrição que evita falsos disparos durante faltas passantes graves com saturação do TC.

3. Inrush harmônico e restrição de superexcitação

Componente HarmônicaRazão LimiteAção de ReléCausa Raiz Física
2º Harmônico (100 Hz)I2nd / Ifundamental > 15%Bloquear viagem diferencialCorrente de partida magnetizante durante a energização
5º Harmônico (250 Hz)I5th / Ifundamental > 35%Bloqueio/AlarmeSobreexcitação do núcleo devido a sobretensão do sistema

4. Dimensionamento da tensão do ponto de joelho do transformador de corrente (CT) (Vk)

Para evitar a saturação do TC durante a corrente máxima de falta externa externa (If_max):

Vk ≥ 2 · Isec_max · (Rct + 2 · Rlead + Rrelay)

Onde Rct é a resistência do enrolamento secundário do CT e Rlead é a resistência do fio condutor unidirecional.

*Referência: IEC 60255-187-1:2021; IEC 61869-2:2012; IEEE Padrão C37.91-2021.*