Relais différentiel à pourcentage pour la protection du transformateur triphasé : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Dans ce Instructable, je vais vous montrer comment faire un relais différentiel de pourcentage à l'aide d'Arduino, qui est une carte de microcontrôleur très courante. Le transformateur de puissance est l'équipement le plus important pour transférer la puissance dans le système d'alimentation.

Le coût de réparation d'un transformateur endommagé est très élevé (millions de dollars). C'est pourquoi les relais de protection sont utilisés pour protéger le transformateur de puissance contre les dommages. Il est facile de fixer un relais plutôt qu'un transformateur. Ainsi, le relais différentiel est utilisé pour protéger le transformateur des défauts internes. Dans certains cas, il ne fonctionne pas ou fonctionne mal en raison de courants MI, d'une surexcitation stationnaire du noyau, de défauts externes en présence de saturation du TC, d'une inadéquation du rapport du transformateur de puissance, d'un fonctionnement en raison d'une composante de seconde harmonique élevée. Dans ce scénario, une protection différentielle en pourcentage, une protection différentielle à harmoniques restreintes est utilisée, respectivement.

Étape 1: Simulation (MatLab - Simulink)

La simulation est effectuée sur le logiciel MATLB Simulink La figure montre le schéma de simulation du système dans lequel le transformateur est protégé par un relais différentiel à pourcentage. Les paramètres de simulation sont les suivants:

Paramètres de simulation:

Tension primaire phase à phase rms………………400V

Tension secondaire phase à phase rms………….220V

Tension source………………………………………………400V

Fréquence source……………………………………….50Hz

Puissance du transformateur……………………………………..1.5KVA

Configuration du transformateur……………………………Δ/Y

Résistance…………………………………………………………..300 Ohm

Étape 2: Modèle de relais

La figure montre le modèle de simulation du relais différentiel conçu. Ce relais prend les courants primaire et secondaire du transformateur de puissance comme paramètre d'entrée et donne une sortie logique sous forme de variable booléenne.

La sortie relais est utilisée comme paramètre d'entrée pour le disjoncteur côté source. Le disjoncteur est normalement fermé et s'ouvre lorsqu'il reçoit une entrée logique 0.

Étape 3: Assemblage du matériel

Le matériel requis pour le Differential Relay Trainer est le suivant:

• 3 × transformateur de puissance (440VA - monophasé)
• Arduino MEGA328
• ACL 16x4
• 6 × capteurs de courant ACS712
• Fils de connexion
• Module de relais 3 × 5 V
• Indicateurs

Tout est assemblé selon le schéma de simulation.

Étape 4: Travailler

« La protection différentielle basée sur le principe selon laquelle la puissance d'entrée du transformateur dans des conditions normales est égale à la puissance de sortie »

Dans ce schéma de protection, le courant de fuite (différentiel) n'est pas comparé à une valeur constante mais il varie en fonction du courant d'entrée. Bien qu'il soit comparé à une fraction du courant de ligne. À mesure que le courant augmente, la valeur fractionnaire du courant augmente également. Le courant magnétisant d'appel de démarrage est bien que très élevé, mais il est contrôlé par un relais différentiel à pourcentage. Parce que lorsque le courant d'entrée augmente, le pourcentage spécifique du courant de ligne augmente également et le relais résiste à la réponse transitoire d'entrée du transformateur.

Il existe deux analyses de défauts:

1. Défaut interne
2. Défaut externe

Étape 5: Résultat

Cas 1 (Défaut interne): t Logique du relais = 1 I = Max

t>0,5 Relais Logique = 0 I = Zéro

Cas 2 (Défaut externe):

t Logique relais = 1 I = Maxt>0,5 Logique relais = 1 I = Infini

Étape 6: Code Arduino

Il est maintenant temps de passer à l'essentiel: coder notre relais…

Étape 7: Modèle final

La thèse finale pour plus de détails est jointe ci-dessous.