Percentage differentieel relais voor bescherming van driefasige transformator - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

In deze Instructable laat ik je zien hoe je Percentage Differential Relay kunt maken met Arduino, een veelgebruikt microcontrollerbord. De transformator is de belangrijkste apparatuur om het vermogen in het voedingssysteem over te dragen.

De kosten om een beschadigde transformator te repareren zijn erg hoog (miljoenen dollars). Daarom worden beveiligingsrelais gebruikt om de transformator te beschermen tegen beschadiging. Het is gemakkelijker om een relais te bevestigen in plaats van aan een transformator. Differentieelrelais wordt dus gebruikt om de transformator te beschermen tegen interne fouten. In sommige gevallen werkt het niet of werkt het niet goed vanwege MI-stromen, stationaire overbekrachtiging van de kern, externe fouten in de aanwezigheid van CT-verzadiging, niet-overeenkomende transformatorverhouding, werking vanwege een hoge tweede harmonische component. In dit scenario wordt differentiële bescherming in procenten, respectievelijk differentiële bescherming tegen harmonischen gebruikt.

Stap 1: Simulatie (MatLab - Simulink)

Simulatie wordt gedaan op software MATLB Simulink Afbeelding toont simulatiediagram van systeem waarin transformator wordt beschermd door procentueel differentieelrelais. Simulatie parameters zijn als volgt:

Simulatieparameters:

Primaire spanningsfase naar fase rms………………400V

Secundaire spanningsfase naar fase rms………….220V

Bronspanning……………………………………………… 400V

Bronfrequentie…………………………………….50Hz

Transformatorclassificatie……………………………………..1.5KVA

Transformatorconfiguratie…………………………Δ/Y

Weerstand………………………………………………..300 Ohm

Stap 2: Relaismodel

Figuur toont simulatiemodel van ontworpen differentieelrelais. Dit relais neemt primaire en secundaire stromen van de transformator als invoerparameter en geeft logische uitvoer in de vorm van een Booleaanse variabele.

Relaisuitgang wordt gebruikt als ingangsparameter voor stroomonderbreker aan bronzijde. De stroomonderbreker is normaal gesproken gesloten en gaat open wanneer deze een logische 0-invoer ontvangt.

Stap 3: Hardware assembleren

De hardware die nodig is voor Differential Relay Trainer is als volgt:

• 3×Power Transformator (440VA - Eenfase)
• Arduino MEGA328
• 16x4 LCD
• 6×ACS712 Stroomsensoren
• Draden aansluiten
• 3 × 5V relaismodule
• Indicatoren

Alles wordt gemonteerd volgens simulatieschema.

Stap 4: Werken

"Differentiële bescherming op basis van het principe dat de stroomtoevoer naar de transformator onder normale omstandigheden gelijk is aan stroomuitval"

In dit beveiligingsschema wordt lekstroom (differentieel) niet vergeleken met een constante waarde, maar varieert deze naarmate de ingangsstroom varieert. Hoewel, het wordt vergeleken met een fractie van de lijnstroom. Naarmate de stroom toeneemt, neemt ook de fractionele waarde van de stroom toe. Het starten van de inschakelmagnetisatiestroom is weliswaar erg hoog, maar wordt geregeld door een procentueel differentieelrelais. Omdat wanneer de ingangsstroom toeneemt, het specifieke percentage van de lijnstroom ook toeneemt en het relais bestand is tegen de ingangstransiëntrespons van de transformator.

Er zijn twee foutanalyses:

1. Interne fout
2. Externe fout

Stap 5: Resultaat

Geval 1 (interne fout):t Relaislogica = 1 I = Max

t>0,5 relaislogica = 0 I = nul

Geval 2 (externe fout):

t Relaislogica = 1 I = Maxt>0,5 Relaislogica = 1 I = Oneindig

Stap 6: Arduino-code

Nu is het tijd voor het belangrijkste: onze estafette coderen …

Stap 7: definitief model

Afstudeerscriptie voor meer details is hieronder bijgevoegd.