Un interruptor operado eléctricamente como un relé juega un papel clave en el control de un circuito eléctrico a través de una señal independiente de baja potencia; de lo contrario, se utiliza cuando varios circuitos deben controlarse a través de una sola señal. Primero, los relés se usaron como repetidores de señales dentro de los circuitos telegráficos de larga distancia y, después de eso, se usaron ampliamente en las primeras computadoras y centrales telefónicas para lograr operaciones lógicas. Hay diferentes tipos de relés disponibles y cada tipo se usa según el requisito. Así que este artículo analiza una descripción general de un relé de protección o relé de protección – trabajar con aplicaciones.
¿Qué es un relé de protección?
Una definición de relé de protección es; a Subestación de control dispositivo utilizado para detectar fallas y comenzar el cortacircuitos operación para separar el elemento defectuoso del sistema. Estos relés son dispositivos autónomos y compactos que detectan condiciones anormales que ocurren dentro de los circuitos eléctricos midiendo constantemente las cantidades eléctricas que son diferentes en condiciones normales y de falla. En condiciones de falla, las cantidades eléctricas pueden cambiar como corriente, voltaje, ángulo de fase y frecuencia. El diagrama del relé de protección se muestra a continuación.
Principio de funcionamiento del relé de protección
Se utiliza un relé de protección para proteger el dispositivo una vez que se detecta la falla dentro de un sistema. Una vez que se detecta la falla, se encuentra la ubicación de la falla y luego se envía la señal de disparo al disyuntor o CB. Estos relés funcionan según los dos principios, como la atracción electromagnética y la inducción electromagnética.
El relé de atracción electromagnética simplemente funciona en ambos suministros, como CA y CC, y atrae la bobina hacia los polos del electroimán. Estos tipos de relés funcionan instantáneamente y no se retrasan, mientras que el relé de inducción electromagnética simplemente funciona solo con suministro de CA y utiliza el motor de inducción para generar el par. Por lo tanto, estos se usan regularmente como relés direccionales para proteger el sistema de energía y también en aplicaciones de operación de conmutación basadas en alta velocidad.
Tipos de relés de protección
Los relés de protección están disponibles en diferentes tipos que se utilizan según los requisitos.
Relés de sobrecorriente
Los relés de sobrecorriente funcionan a través de la corriente. Los relés de sobrecorriente pueden activarse a través de la corriente. Este relé incluye un valor de activación y este relé se activa una vez que la medición y la cantidad de corriente superan ese valor de activación.
Estos relés están disponibles en dos tipos, instantáneos y de retardo de tiempo, donde estos dos relés a menudo se proporcionan dentro de un solo contenedor. Estos dos son activados por una corriente similar; pero sus valores de captación separados se pueden ajustar por separado cambiando la configuración de toque dentro de la entrada.
Los relés de sobrecorriente no son costosos, por lo que se utilizan en circuitos de bajo voltaje y también en aplicaciones específicas de sistemas de alto voltaje. La principal desventaja de este relé es que también puede seleccionar las fluctuaciones de corriente, así como las fallas dentro de las zonas cercanas.
Relés electromecánicos
Los relés electromecánicos son los primeros relés, pero aún hoy se utilizan en muchas áreas. Este relé simplemente funciona usando un campo magnético generado por una bobina electromagnética una vez que se le proporciona una señal de control. Este relé cambia los voltajes y las corrientes a fuerzas y pares eléctricos y magnéticos que empujan contra las tensiones del resorte dentro del relé. La tensión del resorte y los toques en las bobinas electromagnéticas dentro del relé son los procesos principales a través de los cuales un usuario configura un relé. Consulte este enlace para obtener más información sobre un Relé electromecánico .
Relés direccionales
Estos relés se activan por el flujo de corriente en una determinada dirección. Puede detectar una variación entre la corriente de actuación y la de referencia. Este relé se utiliza en combinación con otros relés como el relé de sobrecorriente para mejorar la capacidad y selectividad del sistema de relé de protección. Este relé simplemente reacciona a la variación del ángulo de fase entre la corriente de actuación y la de referencia, lo que se conoce como cantidad de polarización.
Relés de distancia
Este relé de distancia se utiliza para distinguir entre las condiciones normales de funcionamiento y una falla y también diferencia las fallas dentro de un área en particular y dentro de un elemento diferente del sistema. La operación del relé de distancia es inadecuada para un rango particular de valores de captación de impedancia. Este relé se activa una vez que la medición de impedancia es baja o equivalente al valor de impedancia de activación preferido.
En este relé, los parámetros como el voltaje y la corriente se equilibran entre sí y este relé reacciona a la relación de voltaje y corriente, que es la impedancia de la línea de transmisión desde la ubicación del relé hacia el punto de interés. Esta impedancia se utiliza para determinar la distancia a través de una línea de transmisión, por lo que se conoce como relé de distancia. Estos relés están disponibles en diferentes tipos, como relés de reactancia, mho e impedancia.
Por favor, consulte este enlace para saber más sobre Relé de distancia .
Relés piloto
El relé piloto se usa para determinar si una falla está dentro o fuera de la línea protegida. Si la falla es interna hacia la línea protegida, entonces todos los rompedores de circuito (CBs) en los terminales de línea se disparan a máxima velocidad. De manera similar, si la falla es externa hacia la línea protegida, entonces se bloquea o previene el disparo del interruptor automático. Hay tres tipos de relés piloto disponibles de cable, portador de línea eléctrica y piloto de microondas que se utilizan para la protección de relés.
Relés diferenciales
Un relé de protección diferencial simplemente funciona contrastando la diferencia principal entre la magnitud y los valores de la corriente de entrada y salida. Si la diferencia está por encima del valor de activación, entonces el sistema se puede separar y se activa el circuito del disyuntor (CB).
Circuito de relé de protección
El relé de protección se utiliza para detectar condiciones anormales dentro de los circuitos eléctricos midiendo constantemente las diferentes cantidades eléctricas en condiciones normales y de falla. Las magnitudes eléctricas que pueden variar en condiciones de falla son; corriente, voltaje, ángulo de fase y frecuencia.
Se muestra un circuito de relé de protección típico que se puede separar en tres partes que se analizan a continuación.
- La primera parte del circuito es el devanado primario de un TC, que también se denomina transformador de corriente. Este CT se conecta con la línea de transmisión en serie a proteger.
- La segunda parte incluye el devanado secundario del transformador de corriente , CB y la bobina de operación del relé.
- La parte final del circuito es el circuito de disparo que puede ser CA/CC. Por lo tanto, incluye principalmente una fuente de alimentación, la bobina de disparo de los disyuntores y los contactos estacionarios del relé.
Laboral
Una vez que un cortocircuito en el punto 'F' en el línea de transmisión ocurre, entonces el flujo de corriente dentro de la línea de transmisión aumentará a un valor enorme. Entonces, esto hace que fluya una fuerte corriente a través de la bobina del relé y hace que el relé de protección funcione simplemente cerrando sus contactos.
En consecuencia, cierra el circuito de disparo del CB y hace que el CB se abra y separe el segmento defectuoso del sistema. Entonces, de esta manera, este relé de protección garantiza la seguridad del equipo del circuito contra roturas y el funcionamiento típico del sistema.
Códigos de relé de protección
En el diseño de sistemas de energía eléctrica, los códigos ANSI indican qué funciones admite un dispositivo de protección, como un relé/disyuntor. Estos dispositivos simplemente protegen los sistemas eléctricos y los componentes de lesiones una vez que ocurre una falla eléctrica. Los códigos ANSI son muy útiles para identificar sistemas basados en voltaje medio. dispositivo de microprocesador funciones Los códigos ANSI del relé de protección se enumeran a continuación.
Protección de funciones actuales
La protección de las funciones actuales con códigos se enumera a continuación.
ANSI 50/51 indica sobrecorriente de fase.
ANSI 50N/51N (o) 50G/51G indica falla a tierra.
ANSI 50BF indica falla del interruptor.
ANSI 46 indica una secuencia desequilibrada o negativa.
ANSI 49 RMS indica sobrecarga térmica.
Protección de corriente direccional
La protección de corriente direccional con códigos se enumera a continuación.
ANSI 67 indica la sobrecorriente de fase direccional.
ANSI 67N/67NC indica una falla a tierra direccional.
Funciones de protección de energía direccional
La protección de la energía direccional con códigos se enumera a continuación.
ANSI 32P indica sobrepotencia activa direccional.
ANSI 320/40 indica sobrepotencia reactiva direccional.
Funciones de protección de máquinas
La función de protección de la máquina con códigos se enumera a continuación.
ANSI 37 indica subcorriente de fase.
ANSI 48/51LR/14 indica un rotor bloqueado o un tiempo de arranque extremo.
ANSI 66 indica arranques por hora.
ANSI 50V/51V indica voltaje/sobrecorriente restringida.
ANSI 26/63 indica Buchholz/termostato.
ANSI 38/49T indica monitoreo de temperatura.
Funciones de protección de voltaje
La función de protección de voltaje con códigos se enumera a continuación.
ANSI 27D indica una secuencia positiva bajo voltaje.
ANSI 27R indica que permanecen bajo voltaje.
ANSI 27 indica bajo voltaje.
ANSI 59 indica sobretensión.
ANSI 59N indica desplazamiento de voltaje neutral.
ANSI 47 indica una sobretensión de secuencia negativa.
Funciones de protección de frecuencia
Las funciones de protección de la frecuencia con códigos se enumeran a continuación.
ANSI 81H indica sobrefrecuencia.
ANSI 81L indica baja frecuencia.
ANSI 81R indica cambio de tasa de frecuencia.
ANSI 81R indica cambio de tasa de frecuencia.
Pruebas de relés de protección
En los sistemas de potencia actuales, los relés de protección juegan un papel fundamental por lo que se ha de comprobar en todo momento su funcionamiento fiable. Por lo tanto, estos relés deben probarse durante su ciclo de vida. Además, se requieren pruebas de relés de forma normal para asegurarse de que se mantenga el funcionamiento correcto. Si la prueba del relé de protección no se realiza correctamente de manera regular, pueden ocurrir fallas eléctricas y causar daños al equipo y daños a los trabajadores.
Hay tres tipos de pruebas de relés de protección que se realizan en banco, pruebas de puesta en servicio y pruebas de mantenimiento, que se analizan a continuación.
Pruebas de banco
Esta prueba se realiza para probar el relé por sí solo y que sea igual al diseño. Esto evita que ocurran problemas más costosos y que consumen más tiempo en etapas posteriores dentro de un proyecto.
Pruebas de puesta en marcha
Cuando se ha diseñado el sistema eléctrico, la puesta en marcha del relé de protección implica comprobar que el sistema más grande funciona como se esperaba. Entonces, por ejemplo, una vez que el relé de protección está conectado al tablero de distribución, debería funcionar como se espera y responder a los enclavamientos y otras condiciones replicadas. En el futuro, se habrá verificado la función del relé.
Pruebas de mantenimiento
Una vez que se realizan las pruebas de mantenimiento, se asume todo el propósito del diseño; sin embargo, se debe verificar el comportamiento del relé de protección para la operación a continuación. Aparte de fallas particulares, este relé no puede notar cambios dentro de las características de un sistema, como las cargas de red que se modifican con el tiempo. Por lo tanto, estos cambios a largo plazo pueden necesitar que se reprograme el relé de protección para garantizar que se mantenga la operación estimada.
Al realizar pruebas de relés de protección, hay muchos parámetros que deben probarse con frecuencia según el tipo de prueba, como la inspección visual del relé, las piezas de conexión, la apertura y el cierre del interruptor automático (CB), las funciones de protección, las funciones lógicas, el relé de protección binario y entradas y salidas analógicas, inyección primaria, prueba de resistencia de aislamiento y prueba de inyección secundaria.
Ventajas desventajas
los ventajas de un relé de protección Incluya lo siguiente.
- Este relé monitorea diferentes parámetros continuamente como corriente, voltaje, potencia y frecuencia.
- Mejora la estabilidad del sistema a través del aislamiento de la sección defectuosa
- Este relé borra el error en poco tiempo, por lo que reduce el daño.
- Este relé detecta fallas y secciones defectuosas en el sistema.
- Reduce el riesgo de incendio.
- Proporciona seguridad eléctrica y protege a una persona mientras trabaja en el sistema.
- Mejora el rendimiento, la estabilidad y la fiabilidad del sistema.
- El funcionamiento de estos relés es muy rápido y también muy rápido de restablecer.
- Estos se pueden utilizar tanto en fuentes de alimentación como CA y CC.
- Estos relés simplemente funcionan en milisegundos y el resultado es instantáneo.
- Estos son los más confiables, robustos, compactos y muy simples.
- Es aplicable en diferentes campos.
los desventajas de un relé de protección Incluya lo siguiente.
- Un relé de protección no puede evitar fallas dentro de un sistema de potencia, por lo que este relé pasa más tiempo en el monitoreo del sistema de potencia.
- Necesita mantenimiento periódico así como pruebas de relés no estáticos.
- El funcionamiento de este relé puede verse afectado simplemente por el envejecimiento, la contaminación y el polvo del componente, lo que provoca disparos falsos.
- Estos relés brindan seguridad y consistencia que se requiere para operar con confianza.
Aplicaciones
los Aplicaciones de una relación de protección. e incluyen lo siguiente.
- Se utiliza un relé de protección para servir de protección eléctrica.
- El relé de protección detecta un problema durante su etapa inicial y reduce o elimina significativamente el daño al equipo.
- Este dispositivo de relé está diseñado principalmente para disparar un CB (disyuntor) una vez que se detecta una falla.
- Este relé funciona como un dispositivo de detección, por lo que detecta las fallas, conoce su posición y, por último, proporciona la señal de disparo al interruptor automático.
- Este es un dispositivo de conmutación que se utiliza para detectar fallas y comienza la operación del interruptor automático para separar el elemento defectuoso del sistema.
- Estos son muy útiles en la protección de alto y medio voltaje y en la protección de sobrecorriente a distancia compleja.
¿Cuáles son las funciones clave de los relés de protección?
Las principales funciones de los relés de protección son;
- Detecta la presencia de una falla.
- Detecta la ubicación de la falla.
- Detecta la presencia de tipo de falla.
- Cierra el circuito de disparo y opera el CB (disyuntor) para separar el sistema defectuoso.
¿Qué tipo de relé de protección se utiliza en un motor de inducción?
El MPR o relé de protección del motor se utiliza para proteger el motor de inducción de alto voltaje.
¿Cuáles son los elementos esenciales de un relé de protección?
Los elementos esenciales de un relé de protección incluyen principalmente un elemento sensor, un elemento de comparación y un elemento de control.
¿Para qué se utilizan los relés de protección?
Se utiliza un relé de protección para detectar equipos defectuosos y monitorea la corriente y el voltaje con CT y PT.
¿Cuáles son los tipos de relés utilizados para la protección trifásica?
En la protección trifásica se utiliza un relé de control de voltaje trifásico.
Así, esto es una descripción general de un relé de protección – trabajar con aplicaciones. Para que el relé de protección funcione satisfactoriamente, debe tener estas cualidades como velocidad, selectividad, confiabilidad, simplicidad, sensibilidad, economía, etc. He aquí una pregunta para usted, ¿qué es un interruptor automático?
