Procentní diferenciální relé pro ochranu třífázového transformátoru: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

V tomto Instructable vám ukážu, jak vyrobit procentuální diferenciální relé pomocí Arduina, což je velmi běžná deska mikrokontroléru. Výkonový transformátor je nejdůležitějším zařízením pro přenos energie v energetickém systému.

Náklady na opravu poškozeného transformátoru jsou velmi vysoké (miliony dolarů). Proto se ochranná relé používají k ochraně výkonového transformátoru před poškozením. Je snadné opravit relé místo transformátoru. Diferenciální relé se tedy používá k ochraně transformátoru před interní poruchou. V některých případech nefunguje nebo má špatný provoz v důsledku proudů MI, stacionárního nadměrného buzení jádra, vnějších poruch za přítomnosti saturace CT, nesouladu poměru výkonového transformátoru, provozu kvůli vysoké druhé harmonické složce. V tomto scénáři je použita procentuální diferenciální ochrana, respektive harmonická omezená diferenciální ochrana.

Krok 1: Simulace (MatLab - Simulink)

Simulace se provádí na softwaru MATLB Simulink Obrázek ukazuje simulační diagram systému, ve kterém je transformátor chráněn procentuálním diferenciálním relé. Parametry simulace jsou následující:

Parametry simulace:

Primární napětí fáze na fázi efektivní hodnoty ……………… 400V

Sekundární napětí fáze na fázi efektivní hodnoty ………….220V

Napětí zdroje …………………………………………… 400V

Frekvence zdroje ……………………………………….50Hz

Hodnocení transformátoru ……………………………………..1.5KVA

Konfigurace transformátoru …………………………… Δ/Y

Odpor ………………………………………………..300 Ohm

Krok 2: Reléový model

Obrázek ukazuje simulační model navrženého diferenciálního relé. Toto relé využívá jako vstupní parametr primární a sekundární proudy výkonového transformátoru a poskytuje logický výstup ve formě booleovské proměnné.

Reléový výstup se používá jako vstupní parametr pro jistič na straně zdroje. Jistič je normálně zavřený a rozepne se, když obdrží vstup logické 0.

Krok 3: Sestavení hardwaru

Hardware požadovaný pro diferenciální reléový trenér je následující:

• 3 × napájecí transformátor (440 VA - jednofázový)
• Arduino MEGA328
• 16x4 LCD
• 6 × proudová čidla ACS712
• Propojovací dráty
• Reléový modul 3 × 5V
• Indikátory

Vše je sestaveno podle simulačního diagramu.

Krok 4: Práce

"Diferenciální ochrana založená na principu, že příkon do transformátoru za normálních podmínek se rovná vypínání"

V tomto schématu ochrany není rozlitý (rozdílový) proud porovnáván s konstantní hodnotou, ale mění se podle toho, jak se mění vstupní proud. I když, je to ve srovnání se zlomkem proudu linky. Jak proud roste, zvyšuje se i zlomková hodnota proudu. Spouštěcí zapínací magnetizační proud je sice velmi vysoký, ale je řízen procentuálním diferenciálním relé. Protože když se vstupní proud zvyšuje, zvyšuje se také určité procento síťového proudu a relé odolává vstupní přechodové reakci transformátoru.

Existují dvě analýzy chyb:

1. Vnitřní chyba
2. Externí porucha

Krok 5: Výsledek

Případ 1 (interní chyba): t Logika relé = 1 I = Max

t> 0,5 logika relé = 0 I = nula

Případ 2 (externí porucha):

t Logika relé = 1 I = Maxt> 0,5 Logika relé = 1 I = nekonečno

Krok 6: Arduino kód

Nyní je čas na to hlavní- kódování našeho relé…

Krok 7: Konečný model

Závěrečná práce pro další podrobnosti je připojena níže.