A proteção diferencial de um transformador baseia-se no princípio do equilíbrio da soma vetorial das correntes. Em teoria, dentro da zona de proteção (que engloba os TCs), se os enrolamentos do transformador estiverem intactos e não houver faltas internas, a soma vetorial das correntes nos lados de alta e baixa tensão deve ser zero:
onde 
e 
são as correntes de alta e baixa tensão, respectivamente, escalonadas para o mesmo lado para comparação.
Principais Desafios na Prática
1. Compensação de Magnitude (Correção de Relação)
As correntes nominais dos lados de alta e baixa tensão do transformador geralmente diferem. O relé deve corrigir as correntes secundárias dos TCs para a diferença de magnitude, evitando que a corrente de carga crie correntes diferenciais falsas.
2. Compensação de Fase
Por exemplo, um transformador com grupo vetorial Yd11 (estrela-triângulo) tem um deslocamento de fase de 30° entre os lados de alta e baixa tensão. O relé deve compensar essa diferença de fase inerente para evitar disparos falsos.
3.Compensação de Sequência Zero
Quando ocorre uma falta à terra externa, correntes de sequência zero aparecem apenas no lado conectado em estrela. Isso pode levar a "correntes diferenciais falsas", pois o lado em triângulo circula as correntes de sequência zero internamente e não as mostra externamente. O relé deve filtrar esses componentes de sequência zero para evitar operação incorreta.
Análise de Exemplo
Considere um transformador de 63/20 kV, 40 MVA com um grupo de conexão Yd11:
Corrente nominal do lado de alta tensão:
Ao ajustar a proteção diferencial, fatores adicionais devem ser considerados:
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