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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-23 14:39
En este Instructable, le mostraré cómo hacer un relé diferencial porcentual usando Arduino, que es una placa de microcontrolador muy común. El transformador de energía es el equipo más importante para transferir energía en el sistema de energía.
El costo de reparar un transformador dañado es muy alto (millones de dólares). Es por eso que los relés de protección se utilizan para proteger el transformador de potencia contra daños. Es fácil arreglar un relé en lugar de un transformador. Por lo tanto, el relé diferencial se utiliza para proteger el transformador de fallas internas. En algunos casos, no funciona o funciona mal debido a corrientes de MI, sobreexcitación estacionaria del núcleo, fallas externas en presencia de saturación del CT, desajuste de la relación del transformador de potencia, operación debido a un componente de segundo armónico alto. En este escenario de protección diferencial porcentual, se utiliza la protección diferencial restringida por armónicos, respectivamente.
Paso 1: simulación (MatLab - Simulink)
La simulación se realiza en el software MATLB Simulink La figura muestra el diagrama de simulación del sistema en el que el transformador está protegido por un relé diferencial porcentual. Los parámetros de simulación son los siguientes:
Parámetros de simulación:
Tensión primaria fase a fase rms ……………… 400V
Tensión secundaria fase a fase rms ………….220V
Voltaje de la fuente …………………………………………… 400V
Frecuencia de la fuente ……………………………………….50Hz
Clasificación del transformador ……………………………………..1.5KVA
Configuración del transformador …………………………… Δ / Y
Resistencia ………………………………………………..300 Ohm
Paso 2: Modelo de relé
La figura muestra el modelo de simulación del relé diferencial diseñado. Este relé toma las corrientes primarias y secundarias del transformador de potencia como parámetro de entrada y proporciona una salida lógica en forma de variable booleana.
La salida de relé se utiliza como parámetro de entrada para el disyuntor en el lado de la fuente. El disyuntor normalmente está cerrado y se abre cuando recibe una entrada lógica 0.
Paso 3: Montaje de hardware
Los accesorios necesarios para el entrenador de relé diferencial son los siguientes:
- Transformador de potencia 3 × (440VA - monofásico)
- Arduino MEGA328
- LCD de 16x4
- 6 × sensores de corriente ACS712
- Conexión de cables
- Módulo de relé 3 × 5V
- Indicadores
Todo se ensambla de acuerdo con el diagrama de simulación.
Paso 4: trabajando
"La protección diferencial basada en el principio de que la entrada de energía al transformador en condiciones normales es igual a la salida"
En este esquema de protección, la corriente de derrame (diferencial) no se compara con el valor constante, sino que varía a medida que varía la corriente de entrada. Aunque, se compara con una fracción de la corriente de línea. A medida que aumenta la corriente, también aumenta el valor fraccionario de la corriente. La corriente de magnetización de arranque es, aunque muy alta, pero está controlada por un relé diferencial de porcentaje. Porque cuando la corriente de entrada aumenta, el porcentaje específico de la corriente de línea también aumenta y el relé soporta la respuesta transitoria de entrada del transformador.
Hay dos análisis de fallas:
- Fallo interno
- Fallo externo
Paso 5: Resultado
Caso 1 (Fallo interno): t Lógica de relé = 1 I = Máx.
t> 0.5 Lógica de relé = 0 I = Cero
Caso 2 (falla externa):
t Lógica de relé = 1 I = Máximo> 0.5 Lógica de relé = 1 I = Infinito
Paso 6: Código Arduino
Ahora es el momento de lo principal: codificar nuestro relé …
Paso 7: modelo final
La tesis final para más detalles se adjunta a continuación.
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