<p>La mayoría de nosotros conocemos los relés electromagnéticos y los relés estáticos, pero es posible que la mayoría de nosotros no estemos bien familiarizados con los relés numéricos. Si defino un relé numérico, hablando honestamente, parecerá bastante difícil, pero en realidad son muy fáciles de usar y de implementar diferentes tipos de esquemas de protección. Sin embargo, voy a definir un relé numérico.
Los relés numéricos son dispositivos en los que las cantidades eléctricas medidas se muestrean secuencialmente y luego se convierten en datos numéricos que se procesan matemática o lógicamente para tomar la decisión de emitir el comando de disparo.
Los relés numéricos son básicamente relés digitales para los que los fabricantes han desarrollado hardware específico que se puede utilizar junto con el software adecuado para satisfacer diferentes necesidades de protección.
Un relé digital consta de hardware y software. La parte del hardware se describe brevemente a continuación.
UPC: CPU significa Unidad Central de Procesamiento, que es responsable del procesamiento de los algoritmos de protección y el filtrado digital.
Memoria:La memoria es de dos tipos. Uno es RAM (memoria de acceso aleatorio) y ROM (memoria de solo lectura). La RAM sirve para retener los datos de entrada al relé y procesar los datos durante la compilación del algoritmo.
La ROM se utiliza para almacenar el software necesario para el funcionamiento de Relay. También se necesita ROM para almacenar datos de eventos y perturbaciones. El registro de eventos y perturbaciones es una función imprescindible para un relé digital porque estos datos se utilizan para solucionar cualquier evento. Un relé numérico típico puede almacenar hasta 520 eventos y 50 perturbaciones. La característica más atractiva de dicho relé es que funciona en FIFO (primero en entrar, primero en salir). Supongamos que si el número de perturbaciones supera las 50, el relé eliminará la última perturbación y registrará una nueva perturbación.
Módulo de entrada: El sencillo analógico del sistema de alimentación se reduce mediante el transformador de corriente y el transformador de potencial y luego se alimenta al relé numérico mediante un filtro de paso bajo. El filtro de paso bajo está incorporado en el módulo de entrada para eliminar cualquier ruido inducido en la línea debido al efecto de corona o inducción de la línea de alto voltaje cercana. La salida del filtro luego se alimenta a Muestra y retención (S/H)circuito.
A Circuito de muestreo y retención (S/H) se utiliza para mantener constante el valor instantáneo que cambia rápidamente durante el período de conversión para el procesamiento.
Además de la entrada analógica, los relés numéricos también están diseñados para aceptar entrada digital. Se proporcionan terminales separados para las entradas analógicas y digitales.
Multiplexor y convertidor analógico a digital:
La CPU acepta la entrada en forma digital, pero la entrada del Transformador de corriente CT y el Transformador de potencial PT son de naturaleza analógica. Por lo tanto, se utiliza un convertidor A/D para convertir la señal analógica en señal digital. En caso de que más de una cantidad analógica se convierta en forma digital, el multiplexor se usa para seleccionar cualquier entrada analógica a la vez para convertirla en forma digital.
Módulo de salida:
El módulo de salida proporcionado en el relé numérico son contactos digitales que se activan cuando la CPU toma una decisión de disparo. Estos contactos digitales de salida son un pulso que se genera como señal de respuesta. El tiempo del pulso puede ser cambiado por el usuario.
Módulo de comunicación/entrada digital: Los Relés Numéricos cuentan con puertos seriales y paralelos para la interconexión con el sistema de control y comunicación de la subestación. Los contactos de salida digital de los relés numéricos se utilizan para el cableado con los relés auxiliares para extender el comando de disparo al disyuntor.
Software: Los relés numéricos están equipados con software para comunicarse con un dispositivo externo para programar el relé o se puede programar navegando a través del menú de relés.
Hardware para Medición: En principio, la configuración de hardware discutida anteriormente se puede usar tanto para la función de medición como para la de protección. Sin embargo, considerando el orden de diferencia entre las magnitudes de corriente en caso de falla y carga, puede haber pérdida de precisión durante las aplicaciones de medición. Considere un caso hipotético en el que la corriente de carga máxima es de 100 A y la corriente de falla máxima es 20 veces esta corriente de carga, es decir, 2000 A. Use un convertidor A/D unipolar de 12 bits para muestrear la señal de corriente. Esto implica que la resolución del convertidor A/D es 2000/(212-1)=0,488 A. Esta resolución puede ser inadecuada para propósitos de medición.
Una solución es aumentar la resolución, es decir, el número de bits en el convertidor A/D. Por ejemplo, se puede usar un convertidor A/D de 16 bits en lugar de un convertidor A/D de 12 bits.
Sin embargo, aumentar la cantidad de bits del convertidor A/D también afecta la selección del procesador. Una buena pauta de diseño es elegir un procesador con el doble de bits de convertidor A/D. Esto asegura que los problemas de truncamiento y precisión numérica asociados con la aritmética de precisión finita no causen una pérdida significativa de precisión. Por ejemplo, con un convertidor A/D de 16 bits, el procesador de 32 bits es la elección natural. Alternativamente, se puede usar un amplificador de ganancia variable junto con el convertidor A/D. A corrientes bajas, se utiliza una configuración de ganancia alta y, a corrientes altas, se prefiere una configuración de ganancia baja. Sin embargo, durante el cambio de una configuración a otra, se puede producir una pérdida de información. Por lo tanto, una solución simple sería mantener separadas las funciones de medición y protección.
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