Relè differenziale percentuale per la protezione del trasformatore trifase: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

In questo Instructable, ti mostrerò come creare un relè differenziale percentuale usando Arduino, che è una scheda microcontrollore molto comune. Il trasformatore di potenza è l'apparecchiatura più importante per trasferire potenza nel sistema di alimentazione.

Il costo per riparare un trasformatore danneggiato è molto alto (milioni di dollari). Ecco perché i relè di protezione vengono utilizzati per proteggere il trasformatore di alimentazione da eventuali danni. È facile fissare un relè piuttosto che un trasformatore. Quindi, il relè differenziale viene utilizzato per proteggere il trasformatore da guasti interni. In alcuni casi non funziona o funziona male per correnti MI, sovraeccitazione stazionaria del nucleo, guasti esterni in presenza di saturazione dei TA, disadattamento del rapporto del trasformatore di potenza, funzionamento per elevata componente di seconda armonica. In questo scenario viene utilizzata rispettivamente la protezione differenziale percentuale, la protezione differenziale con assorbimento di armoniche.

Fase 1: Simulazione (MatLab - Simulink)

La simulazione viene eseguita sul software MATLB Simulink La figura mostra lo schema di simulazione del sistema in cui il trasformatore è protetto da un relè differenziale percentuale. I parametri di simulazione sono i seguenti:

Parametri di simulazione:

Tensione primaria fase-fase rms………………400V

Tensione secondaria fase-fase rms………….220V

Tensione sorgente……………………………………………400V

Frequenza sorgente……………………………………….50Hz

Potenza del trasformatore……………………………………..1.5KVA

Configurazione del trasformatore……………………………Δ/Y

Resistenza…………………………………………..300 Ohm

Passaggio 2: modello di relè

La figura mostra il modello di simulazione del relè differenziale progettato. Questo relè accetta le correnti primarie e secondarie del trasformatore di potenza come parametro di ingresso e fornisce un'uscita logica sotto forma di variabile booleana.

L'uscita relè viene utilizzata come parametro di ingresso per l'interruttore automatico sul lato sorgente. L'interruttore è normalmente chiuso e si apre quando riceve un ingresso logico 0.

Passaggio 3: assemblaggio dell'hardware

L'hardware richiesto per l'allenatore di relè differenziale è il seguente:

• 3×Trasformatore di potenza (440VA - Monofase)
• Arduino MEGA328
• LCD 16x4
• 6 × sensori di corrente ACS712
• Cavi di collegamento
• Modulo relè 3×5V
• Indicatori

Tutto è assemblato secondo lo schema di simulazione.

Passaggio 4: lavoro

"La protezione differenziale basata sul principio che l'alimentazione in ingresso al trasformatore in condizioni normali è uguale all'uscita"

In questo schema di protezione la corrente di dispersione (differenziale) non viene confrontata con un valore costante ma varia al variare della corrente di ingresso. Anche se, è confrontato con la frazione della corrente di linea. All'aumentare della corrente, aumenta anche il valore frazionario della corrente. La corrente di magnetizzazione di spunto iniziale è sebbene molto elevata, ma è controllata da un relè differenziale percentuale. Perché quando la corrente di ingresso aumenta, aumenta anche la percentuale specifica della corrente di linea e il relè resiste alla risposta transitoria in ingresso del trasformatore.

Ci sono due analisi dei guasti:

1. Guasto interno
2. Guasto esterno

Passaggio 5: risultato

Caso 1 (guasto interno):t Logica relè = 1 I = Max

t>0,5 Logica relè = 0 I = Zero

Caso 2 (guasto esterno):

t Logica Relè = 1 I = Maxt>0,5 Logica Relè = 1 I = Infinito

Passaggio 6: codice Arduino

Ora è il momento della cosa principale: codificare il nostro relè…

Passaggio 7: modello finale

La tesi finale per maggiori dettagli è allegata di seguito.