Obsah:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57
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:
- Vnitřní chyba
- 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.