Definició i conceptes bàsics dels relés electrònics
Definició: Un relé electrònic és un interruptor electrònic que opera per obrir o tancar contactes de circuit utilitzant components electrònics, eliminant la necessitat de qualsevol moviment mecànic. En els sistemes elèctrics, l'esquema de relé pilot d'índex de corrent s'utilitza comunament en aquests relés per a la protecció de les línies de transmissió. Aquest mètode permet una detecció eficient i precisa de falles, assegurant la seguretat i la fiabilitat de la xarxa elèctrica.
Els relés electrònics utilitzen vànals electrònics com a unitats de mesura, que juguen un paper crucial en la monitorització dels paràmetres elèctrics. Hi ha dues configuracions fonamentals dels relés electrònics, com es mostra a continuació. Una configuració es basa en un comparador d'amplitud, mentre que l'altra es basa en un comparador de fase. Cada configuració té les seves pròpies avantatges i està dissenyada per a adaptar-se a diferents requisits de protecció dins dels sistemes elèctrics.
Relé electrònic comparador d'amplitud
La figura que representa el relé electrònic comparador d'amplitud es mostra a continuació. Aquest relé rep dues quantitats d'entrada de corrent alternada (CA). Aquestes quantitats es comparen primer i després es rectifiquen mitjançant un circuit de pont rectificador. La entrada CA s'aplica a la reixeta de control del pont, que processa els senyals elèctrics. El relé, connectat en sèrie amb el circuit del pont, s'activa quan la magnitud d'una quantitat d'entrada supera la de l'altra. Aquest mecanisme permet al relé respondre ràpidament a les variacions d'amplituds elèctriques, fent-lo un component efectiu per a la detecció de falles i la protecció del circuit.
Funcionament del relé electrònic comparador de fase
En un relé electrònic comparador de fase, les dues quantitats de corrent alternada (CA) es processen d'una manera distinta. Una quantitat de CA s'introdueix a la reixeta de control del tub electrònic, mentre que l'altra es connecta directament a la pantalla del tub. Aquesta configuració única forma la base per a l'anàlisi de senyals basada en fase dins del relé.
El mecanisme d'activació del relé depèn de la relació de fase entre aquestes dues quantitats de CA. Específicament, el relé inicia la seva operació precisament quan les dues quantitats de CA estan en fase. Quan això succeeix, indica una condició elèctrica específica, que el relé està dissenyat per detectar i respondre. Aquest funcionament sensible a la fase fa que el relé electrònic comparador de fase sigui altament efectiu per a aplicacions on identificar preciósament les condicions en fase és crucial, com en alguns escenaris de protecció i monitorització de sistemes elèctrics.
Avantatges i desavantatges dels relés electrònics
Avantatges dels relés electrònics
Els relés electrònics oferixen diversos beneficis notables que contribueixen a la seva utilitat en diverses aplicacions elèctriques:
Requisits de manteniment baixos: A diferència dels relés mecànics tradicionals, els relés electrònics no tenen parts mòbils. Aquesta absència de components físics subjectes a l'us i desgast redueix significativament la necessitat de manteniment freqüent. Com a resultat, els relés electrònics poden funcionar durant períodes llargs amb una minimització del manteniment, reduint els costos de manteniment i millorant la fiabilitat del sistema.
Temps de resposta ràpids: Els relés electrònics estan dissenyats per respondre a estímuls elèctrics amb una velocitat excepcional. Els seus mecanismes de commutació basats en electrònica els permeten detectar canvis en els senyals elèctrics i activar o desactivar contactes de circuit en una fracció de segon. Aquest temps de resposta ràpid és crucial en aplicacions on s'exigeix una acció ràpida per protegir l'equips elèctrics o mantenir l'estabilitat del sistema.
Càrrega reduïda sobre els transformadors d'instrumentació: Gràcies al seu disseny, els relés electrònics consumen menys corrent en comparació amb alguns altres tipus de relés. Aquest menor consum de corrent resulta en una càrrega reduïda sobre els transformadors d'instrumentació, permetent a aquests transformadors funcionar més eficientment i potencialment allargar la seva vida útil. Aquest avantatge és particularment valuós en sistemes elèctrics on optimitzar el rendiment dels transformadors d'instrumentació és essencial per a la mesura precisa i la protecció fiable.
Desavantatges dels relés electrònics
Malgrat els seus avantatges, els relés electrònics també tenen certes limitacions que restringeixen la seva utilització generalitzada:
Requisit d'abastament d'alta tensió: Els relés electrònics solen requerir un abastament d'alta tensió per a la seva operació. Aquesta necessitat d'entrada d'alta tensió pot suposar reptes en termes d'integració del sistema elèctric i seguretat. Pot ser necessari disposar d'infraestructures elèctriques especialitzades i mesures de seguretat per proporcionar l'abastament d'alta tensió necessari, augmentant la complexitat i el cost de la implementació dels relés electrònics en algunes aplicacions.
Consum elevat d'energia: En comparació amb algunes tecnologies alternatives de relés, els relés electrònics sovint consumeixen una quantitat relativament gran d'energia elèctrica. Aquest elevat consum d'energia pot ser un inconvenient significatiu, especialment en aplicacions conscientes de l'energia o sistemes on minimitzar l'ús d'energia és prioritari. El major consum d'energia no només afegeix als costos operatius, sinó que també pot contribuir a la generació de calor, afectant potencialment el rendiment i la vida útil dels relés.
Vida útil limitada: Encara que els relés electrònics estiguin lliures de desgast mecànic, encara estan subjectes a la degradació dels components a causa de factors com l'estress elèctric, les fluctuacions de temperatura i l'envejeciment dels components electrònics. Com a resultat, els relés electrònics solen tenir una vida útil més curta en comparació amb algunes tecnologies de relés més robustes. Aquesta vida útil limitada pot portar a substitucions més freqüents, incrementant els costos de manteniment i potencialment causant interrupcions del sistema.
Limitacions pràctiques en els sistemes elèctrics: Degut als factors combinats de requisits d'abastament d'alta tensió, elevat consum d'energia i vida útil limitada, els relés electrònics no han trobat una utilització generalitzada en els sistemes elèctrics. Aquestes limitacions sovint els fan menys atractius en comparació amb altres tipus de relés que ofereixen millor rendiment, fiabilitat i cost-effectivitat en l'ambient exigent de la protecció i control dels sistemes elèctrics.
