UMA Retransmissão é um tipo de interruptor usado para ligar ou desligar um dispositivo baseado em alta corrente e alta tensão usando um sinal. Os relés são classificados em diferentes tipos, como travamento, reed, estado sólido, automotivo, atraso do temporizador, relé diferencial, etc. Na proteção do sistema de energia, vários tipos de relés são usados, mas entre eles, um relé muito usado para proteger um transformador, bem como um gerador de falhas localizadas, é um relé diferencial. Este relé é muito responsivo às faltas que ocorreram na zona de proteção, porém eles são menos responsivos às faltas que ocorreram fora da zona protegida. Este artigo fornece uma breve informação sobre um relé diferencial – trabalhando com aplicativos.
O que é Relé Diferencial?
O relé que funciona quando a diferença fasorial para um mínimo de duas ou mais das mesmas grandezas elétricas excede um valor fixo é conhecido como relé diferencial. Geralmente, a maioria dos relés funciona quando qualquer quantidade ultrapassa um valor fixo, porém, este relé funciona com base na diferença entre duas ou mais quantidades elétricas iguais.
A função de um relé diferencial é fornecer proteção de alta velocidade, sensível e naturalmente seletiva. Estes relés não fornecerão segurança para faltas entre espiras nos enrolamentos de máquinas e transformadores devido ao pequeno crescimento na corrente gerada por essas faltas, que ficam abaixo da sensibilidade de pickup do relé.
Princípio de Funcionamento do Relé Diferencial
O relé diferencial funciona com base no princípio da comparação entre o ângulo de fase e duas ou mais grandezas elétricas iguais. A comparação dessas duas quantidades elétricas dentro de um circuito com um relé diferencial é muito simples na aplicação e positiva na ação.
Por exemplo, em comparação com a corrente de entrada e corrente de saída em uma linha, se uma grande corrente passar pela linha protegida em comparação com a corrente que sai dela, então uma corrente adicional deve ser fornecida dentro da falha. Assim, a diferença entre as duas quantidades elétricas pode controlar um relé para separar o circuito.
Em condições normais de operação, as correntes de entrada e saída são equivalentes em fase e magnitude, portanto, o relé não funcionará. No entanto, se ocorrer alguma falha no sistema, esse fluxo de correntes não será mais equivalente em fase e magnitude.
Este tipo de relé é usado de forma que a diferença entre a corrente de entrada e saída seja fornecida pelas bobinas de operação do relé. Assim, a bobina do relé pode ser energizada em condições de falha por causa das várias quantidades de corrente. Então, este relé funciona e abre o disjuntor para desligar o circuito.
No acima circuito de relé diferencial , existem dois transformadores de corrente que estão conectados a qualquer face do transformador de potência, como um TC conectado no lado primário e o outro no lado secundário do TP ( transformador ). Este relé simplesmente compara o fluxo de correntes em ambos os lados. Se houver algum desequilíbrio no fluxo de corrente do circuito, esse relé tende a operar. Esses relés podem ser diferenciais de corrente, equilíbrio de tensão e relés diferenciais polarizados.
Tipos de Relé Diferencial
Esses relés são classificados em três tipos de diferencial de corrente, equilíbrio de tensão e relé diferencial percentual ou relé de feixe polarizado.
Relé Diferencial de Saldo de Corrente
Este relé diferencial funciona sempre que houver uma falha na região protegida, então haverá uma variação na corrente de entrada e saída dessa região. Portanto, comparando essas correntes em fase ou magnitude ou em ambas, podemos detectar a falta dentro da região protegida. se a diferença for superior a um valor fixo, esse relé compara as duas correntes e transmite um sinal de disparo para o CB (disjuntor). As conexões do circuito de proteção do relé diferencial para a condição normal ou falha externa e durante falha interna são mostradas na figura a seguir correspondentemente.
Os dois TCs no circuito acima são utilizados em cada extremidade da seção a ser protegida. Entre os dois TCs, a bobina do relé é simplesmente conectada na posição equipotencial para que não haja fluxo de corrente através da bobina do relé em condições normais. Assim, o mau funcionamento do relé pode ser evitado.
Em condições de falha normal e externa do circuito acima, o fluxo de corrente movendo-se para a região protegida é equivalente ao fluxo de corrente saindo da região protegida (I1 – I2 = 0). Portanto, nenhum fluxo de corrente estará presente em toda a bobina do relé. Portanto, continua fora de serviço.
Da mesma forma, em um caso de falha interna da figura acima, o fluxo de corrente na região protegida é diferente do fluxo de corrente saindo dela (I1 – I2 ≠ 0). Portanto, essas diferenças de fluxo de corrente são conhecidas como corrente circulante que alimenta a bobina de operação do relé e o relé funciona se o torque operacional for maior em comparação com o torque de restrição.
Relé Diferencial de Equilíbrio de Tensão
Os dois TCs no relé diferencial de equilíbrio de tensão são simplesmente conectados em qualquer lado do elemento a ser protegido, que é o enrolamento do alternador, mostrado na figura acima. Este tipo de relé simplesmente compara duas tensões em fase ou magnitude ou em ambas e desarma o circuito do relé se a diferença exceder um valor definido fixo.
Os enrolamentos primários do TC têm taxas de corrente semelhantes que são conectadas com o fio piloto em série. Esses fios são conectados sempre simplesmente conectando duas extremidades do circuito, conforme mostrado na figura acima, e o enrolamento secundário dos TCs é conectado à bobina de operação do relé.
No circuito de relé acima, o fluxo de corrente em ambos os enrolamentos principais dos TCs será o mesmo em condições normais de operação. Portanto, quando o fluxo de corrente for o mesmo, a tensão no enrolamento secundário será a mesma. Portanto, não há fluxo de corrente na bobina de operação de um relé.
Da mesma forma, nas condições de falha, existirá uma diferença fasorial dentro das correntes da bobina primária. Assim, há uma diferença de tensão no segundo enrolamento. Agora existirá uma diferença fasorial na tensão da bobina secundária que é alimentada à bobina de operação do relé e está conectada com o enrolamento secundário em série. Por causa disso, o fluxo de corrente estará presente em toda a bobina de operação do relé.
Relé Diferencial Percentual
O diagrama esquemático do relé diferencial percentual é mostrado abaixo, também conhecido como relé de feixe polarizado .
A disposição esquemática do relé diferencial de porcentagem ou polarização é mostrada abaixo. Este circuito inclui principalmente duas bobinas como restrição e uma bobina de operação. Aqui, a bobina de operação é simplesmente conectada ao ponto central da bobina de restrição.
Aqui, a bobina de operação gera o torque de operação para que o relé opere, enquanto a bobina de restrição gera uma força de polarização ou torque de restrição que é totalmente inversa ao torque de operação.
Este relé opera com a corrente diferencial que circula pela região protegida. Sempre que não houver falha dentro da região protegida ou houver uma falha fora da região protegida, o torque de restrição será maior em comparação com o torque operacional. Portanto, isso abrirá o circuito de disparo e, portanto, o relé ficará inoperante.
No entanto, se houver uma falha dentro da região protegida, o torque operacional será maior em comparação com o torque de restrição. Por causa disso, o feixe simplesmente fecha o circuito de disparo de modo que inicia um sinal de disparo através do relé para o CB ou disjuntor.
No circuito equivalente acima, a corrente diferencial dentro da bobina de operação é i2 – i1 enquanto a bobina de restrição é i1 + i2/2 por causa da conexão intermediária da bobina de operação.
Portanto, a relação de i2 – i1 (corrente operacional diferencial) para (i1 + i2)/2 (corrente de restrição) sempre tem uma porcentagem fixa. Portanto, este relé é conhecido como relé diferencial percentual . Para operar este relé, a corrente diferencial deve ser maior em relação a esta porcentagem fixa.
Vantagens
As vantagens do relé diferencial incluem o seguinte.
- A manipulação de sinais digitais é totalmente possível com um microprocessador de 16 bits.
- Esta é a proteção mais significativa dentro do sistema de energia.
- A precisão da medição é alta em todas as faixas de configurações devido a um método preciso de conversão analógico-digital de 16 bits.
- Estes são facilmente adaptáveis a diferentes sistemas de alarme e subestação.
- Esses relés são muito responsivos porque não conseguem diferenciar entre falhas menores e cargas pesadas.
- Esses relés evitam mau funcionamento dentro de uma rede.
Desvantagens
As desvantagens do relé diferencial incluem o seguinte.
- A precisão do relé diferencial de corrente no fluxo de corrente pesada será afetada por causa da capacitância do cabo piloto.
- o transformadores de corrente neste relé não pode ter características ou classificações semelhantes por causa das impedâncias do cabo piloto e erros de construção. Portanto, isso faz com que um relé opere incorretamente.
- A construção de um relé do tipo balanceamento de tensão torna-se complexa para atingir o equilíbrio perfeito entre os TCs.
- A proteção deste relé pode ser usada efetivamente para linhas de comprimento mais curto.
Formulários
As aplicações do relé diferencial incluem o seguinte.
- Este relé é usado com muita frequência na proteção de geradores e transformadores contra falhas localizadas.
- Normalmente, esses relés são usados principalmente para proteger o equipamento contra falhas internas. Portanto, a proteção de preço Merz é um tipo de relé diferencial, usado para proteger o enrolamento do estator do alternador contra falhas internas.
- Este tipo de relé protege o enrolamento de um transformador.
- Estes são perfeitamente adequados para a proteção de itens compactos e também equipamentos do sistema de energia como barramentos, geradores, reatores, linhas de transmissão, transformadores, alimentadores, etc.
Assim, trata-se de uma visão geral de um diferencial relé – funcionando com aplicações. O relé diferencial deve ter no mínimo dois ou mais grandezas elétricas semelhantes. Essas quantidades devem incluir o deslocamento de fase para a operação do relé. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um relé?
