Процентное дифференциальное реле для защиты трехфазного трансформатора: 7 ступеней

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этом руководстве я покажу вам, как создать процентное дифференциальное реле с использованием Arduino, которая является очень распространенной платой микроконтроллера. Силовой трансформатор - самое важное оборудование для передачи энергии в энергосистеме.

Стоимость ремонта поврежденного трансформатора очень высока (миллионы долларов). Именно поэтому для защиты силового трансформатора от повреждений используются защитные реле. Легче установить реле, чем трансформатор. Итак, дифференциальное реле используется для защиты трансформатора от внутренней неисправности. В некоторых случаях он не работает или работает некорректно из-за токов МИ, стационарного перенапряжения сердечника, внешних неисправностей при наличии насыщения ТТ, несоответствия коэффициентов силового трансформатора, работы из-за высокой составляющей второй гармоники. В этом сценарии используется процентная дифференциальная защита и дифференциальная защита с ограничением гармоник, соответственно.

Шаг 1: Моделирование (MatLab - Simulink)

Моделирование выполняется в программном обеспечении MATLB Simulink. На рисунке показана диаграмма моделирования системы, в которой трансформатор защищен дифференциальным реле процентного соотношения. Параметры моделирования следующие:

Параметры моделирования:

Первичное напряжение между фазами, действующее значение ……………… 400 В

Вторичное напряжение между фазами, действующее значение ………….220В

Напряжение источника …………………………………………… 400 В

Частота источника ……………………………………….50 Гц

Мощность трансформатора …………………………………….. 1,5 кВА

Конфигурация трансформатора …………………………… Δ / Y

Сопротивление ………………………………………………. 300 Ом

Шаг 2: Модель реле

На рисунке представлена имитационная модель разработанного дифференциального реле. Это реле принимает первичный и вторичный токи силового трансформатора в качестве входного параметра и выдает логический вывод в виде логической переменной.

Релейный выход используется как входной параметр для автоматического выключателя на стороне источника. Автоматический выключатель обычно включен и размыкается при получении логического 0 на входе.

Шаг 3: Сборка оборудования

Для обучающего модуля дифференциального реле требуется следующее оборудование:

• 3 × силовой трансформатор (440 ВА - однофазный)
• Ардуино MEGA328
• ЖК-дисплей 16x4
• 6 × ACS712 датчики тока
• Подключение проводов
• Модуль реле 3 × 5 В
• Индикаторы

Все собрано согласно имитационной схеме.

Шаг 4: Работа

«Дифференциальная защита, основанная на принципе, что мощность, подаваемая на трансформатор при нормальных условиях, равна мощности на выходе»

В этой схеме защиты ток утечки (дифференциальный) не сравнивается с постоянным значением, а изменяется по мере изменения входного тока. Хотя, это по сравнению с долей линейного тока. По мере увеличения тока дробное значение тока также увеличивается. Пусковой пусковой ток намагничивания хотя и очень высок, но контролируется дифференциальным реле в процентах. Поскольку, когда входной ток увеличивается, удельный процент линейного тока также увеличивается, и реле выдерживает переходную характеристику входного трансформатора.

Есть два анализа неисправностей:

1. Внутренняя неисправность
2. Внешняя неисправность

Шаг 5: Результат

Случай 1 (внутренняя неисправность): t Релейная логика = 1 I = Макс.

t> 0,5 логика реле = 0 I = ноль

Случай 2 (внешняя неисправность):

t Relay Logic = 1 I = Maxt> 0,5 Relay Logic = 1 I = Бесконечность

Шаг 6: код Arduino

Теперь пришло время для главного - кодирования нашего реле …

Шаг 7: Окончательная модель

Заключительный тезис для более подробной информации прилагается ниже.