Relé diferencial percentual para proteção do transformador trifásico: 7 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Neste Instructable, vou mostrar como fazer Relé Diferencial de Porcentagem usando Arduino, que é uma placa de microcontrolador muito comum. O transformador de potência é o equipamento mais importante para a transferência de potência no sistema de potência.

O custo para consertar um transformador danificado é muito alto (milhões de dólares). É por isso que relés de proteção são usados para proteger o transformador de energia contra danos. É mais fácil consertar um relé do que um transformador. Portanto, o relé diferencial é usado para proteger o transformador de falha interna. Em alguns casos, ele deixa de operar ou opera mal devido a correntes MI, superexcitação estacionária do núcleo, falhas externas na presença de saturação do TC, diferença de relação do transformador de potência, operação devido ao alto componente de segundo harmônico. Neste cenário, proteção diferencial percentual, proteção diferencial com restrição de harmônicos é usada, respectivamente.

Etapa 1: Simulação (MatLab - Simulink)

A simulação é feita no software MATLB Simulink A figura mostra o diagrama de simulação do sistema no qual o transformador está protegido por relé diferencial percentual. Os parâmetros de simulação são os seguintes:

Parâmetros de simulação:

Tensão primária de fase para fase rms ……………… 400V

Tensão secundária de fase para fase rms ………….220V

Tensão da fonte …………………………………………… 400V

Freqüência da fonte ……………………………………….50Hz

Classificação do transformador ……………………………………..1.5KVA

Configuração do transformador …………………………… Δ / Y

Resistência ………………………………………………..300 Ohm

Etapa 2: modelo de relé

A figura mostra o modelo de simulação do relé diferencial projetado. Este relé usa as correntes primária e secundária do transformador de potência como parâmetro de entrada e fornece saída lógica na forma de variável booleana.

A saída de relé é usada como parâmetro de entrada para o disjuntor no lado da fonte. O disjuntor está normalmente fechado e abre quando recebe uma entrada lógica 0.

Etapa 3: Montagem de Hardware

Os hardwares necessários para o Instrutor de Relé Diferencial são os seguintes:

• 3 × transformador de potência (440VA - monofásico)
• Arduino MEGA328
• LCD 16x4
• 6 × Sensores de Corrente ACS712
• Fios de conexão
• Módulo de relé 3 × 5V
• Indicadores

Tudo é montado de acordo com o diagrama de simulação.

Etapa 4: Trabalhando

“A proteção diferencial com base no princípio de que a entrada de energia para o transformador sob condição normal é igual à saída de energia”

Neste esquema de proteção, a corrente de derramamento (diferencial) não é comparada ao valor constante, mas varia conforme a corrente de entrada varia. Embora, seja comparado com a fração da corrente de linha. Conforme a corrente aumenta, o valor fracionário da corrente também aumenta. A corrente de magnetização inicial é, embora muito alta, mas é controlada por um relé diferencial de porcentagem. Porque quando a corrente de entrada aumenta, a porcentagem específica da corrente de linha também aumenta e o relé suporta a resposta transitória de entrada do transformador.

Existem duas análises de falhas:

1. Falha Interna
2. Falha Externa

Etapa 5: Resultado

Caso 1 (falha interna): t Lógica do relé = 1 I = Máx

t> 0,5 Lógica do Relé = 0 I = Zero

Caso 2 (falha externa):

t Lógica do Relé = 1 I = Maxt> 0,5 Lógica do Relé = 1 I = Infinito

Etapa 6: Código Arduino

Agora é a hora do principal - codificar nosso relé …

Etapa 7: modelo final

A Tese Final para mais detalhes está anexada abaixo.