Relé de Diferencial Percentual
Definición: Un relé diferencial porcentual se define como un tipo de relé que funciona en función da diferenza de fase entre dúas ou máis magnitudes eléctricas similares. Representa unha forma avanzada de relé de protección diferencial. A única distinción entre este e outros relés diferenciais está na presenza dunha bobina de restricción. O relé diferencial porcentual incorpora unha bobina de restricción precisamente para abordar os problemas derivados das discrepancias na relación de corrente cando se trata de correntes de cortocircuito externo de gran magnitude.
O sistema diferencial porcentual presenta unha bobina de restricción conectada dentro do fío piloto, como se mostra na figura a continuación. As correntes inducidas en ambos os transformadores de corrente (TC) fluen a través desta bobina de restricción. En tanto, a bobina operativa está situada no punto medio da bobina de restricción.
A bobina de restricción controla a característica sensible do relé. Serve para evitar que o transformador se desarme indebidamente debido a correntes desequilibradas. Ademais, a bobina de restricción mitiga as harmónicas presentes na corrente de arranque.
Principio de funcionamento do relé diferencial porcentual
O par xerado pola bobina de restricción actúa para prevenir o cierre do circuito de disparo, mentres que o par xerado pola bobina operativa intenta cerrar os contactos do circuito de disparo. Nas condicións normais de funcionamento e nos escenarios de carga de tránsito, o par producido pola bobina de restricción supera o da bobina operativa. Como consecuencia, o relé permanece nun estado non operativo.
Cando ocorre un fallo interno, o par operativo supera o par de restricción. Nese momento, os contactos do circuito de disparo se pechan, abrindo así o interruptor. O par de restricción pode ser axustado cambiando o número de voltas da bobina de restricción.
Debido á influencia da bobina de restricción, a corrente diferencial necesaria para o funcionamento deste relé é unha cantidade variable. A corrente diferencial na bobina operativa é proporcional a (I1 - I2). Dado que a corrente operativa está conectada ao punto medio da bobina de restricción, a corrente na bobina de restricción é proporcional a (I1 + I2)/2. Durante os fallos externos, tanto I1 como I2 aumentan, provocando un aumento no par de restricción. Isto prevén eficazmente que o relé funcione incorrectamente.
Característica operativa do relé diferencial porcentual
A característica operativa do relé diferencial porcentual ilustrase na figura a continuación. O gráfico demostra claramente que a relación entre a corrente operativa e a corrente de restricción mantense nun porcentaxe fixo. Este tipo de relé tamén é coñecido como relé diferencial polarizado. A razón é que a bobina de restricción adoita chamarse bobina de polarización, xa que xera un fluxo magnético adicional, influenciando a operación do relé.
Tipos de relé diferencial porcentual
O relé diferencial porcentual clasifícase principalmente en dous tipos, nomeadamente:
Estes relés empreganse para a protección de varios compoñentes eléctricos como xeradores, transformadores, alimentadores, liñas de transmisión, etc.
1. Aplicación de sistema de tres terminais
Este tipo de relé diferencial porcentual pode utilizarse para elementos eléctricos con máis de dous terminais. Na configuración de tres terminais, cada terminal está asociado a unha bobina con un número igual de voltas. Os pares xerados por estas bobinas actúan de forma independente e combinan aritmeticamente.
A característica de pendente porcentual do relé varía segundo a distribución de corrente entre as bobinas de restricción. Estes relés están deseñados para operar instantaneamente ou a alta velocidade, permitindo unha rápida resposta a condicións anómalas.
2. Relé diferencial polarizado de inducción
O relé diferencial polarizado de inducción presenta un disco pivotante que se move dentro das brechas de aire de dous electroimanes. Un anel de cobre está adxunto a unha parte de cada polo, e este anel ten a capacidade de moverse cara, dentro ou lejos do polo. Esta disposición mecánica xoga un papel crucial na operación do relé, permitíndolle detectar diferenzas nas magnitudes eléctricas e activar accións protexedoras cando sexa necesario.
O disco está suxeito a dous pares distintos: un xerado polo elemento operativo e outro polo elemento de restricción. Cando os aneis de sombreo de ambos os elementos están posicionados identicamente, o par de restricción que actúa sobre o anel tornase nulo. No entanto, cando o anel de sombreo do elemento de restricción está desprazado máis profundamente no núcleo de ferro, o par exercido polo elemento de restricción supera o do par operativo.
