Contenido
Tipos de relés
Hay son diferentes tipos de relés, incluidos relés electromagnéticos, relés de enclavamiento, relés electrónicos, relés sin enclavamiento, relés multidimensionales y relés térmicos que se clasifican según la función, el tipo de aplicación, la configuración o las características estructurales, etc. Ahora observamos varios tipos de retransmisiones que se usan más popularmente en muchas aplicaciones.
Relés de enclavamiento
Un relé de enclavamiento es un relé que mantiene su estado después de ser accionado, así es como este tipo de relés también se denominan relés de impulso o mantienen relés o permanecen en relés. En algunas aplicaciones, es necesario limitar el consumo de energía y la disipación, para ese tipo de aplicaciones es mejor un relé de enganche. Un relé de enclavamiento consta de imanes internos de manera que cuando la corriente se suministra a la bobina, este (imán interno) mantiene la posición de contacto y, por lo tanto, no necesita energía para mantener su posición. Por lo tanto, incluso después de haber sido activado, la eliminación de la corriente de activación de la bobina no puede mover la posición de contacto, pero permanece en su última posición. Por lo tanto, estos relevadores ahorran una energía considerable.
Los relés de enclavamiento se pueden hacer con una o dos bobinas y estas bobinas son responsables de la posición de la armadura del relé, por lo tanto, los relés de enclavamiento no tienen ningún valor predeterminado posición como se muestra en la figura anterior. En un relé de tipo bobina, la posición del inducido está determinada por la dirección del flujo de corriente en la bobina, mientras que en el caso de dos tipos de bobina, la posición del inducido depende de la bobina en la que fluye la corriente. Estos relés pueden mantener su posición una vez que se accionan, pero su posición de reinicio depende de los circuitos de control.
Reed Relay
De forma similar a los relés electromecánicos, los relés de láminas también producen el accionamiento mecánico de los contactos físicos para abrir o cerrar un circuito. Sin embargo, en comparación con los relés electromagnéticos, estos contactos de relevador son mucho más pequeños y tienen poca masa. Estos relés están diseñados por bobinas heridas alrededor del interruptor de láminas. El interruptor de lengüeta del relé actúa como armadura y es un tubo de vidrio o cápsula llena de un gas inerte dentro del cual dos lengüetas superpuestas (o cuchillas ferromagnéticas) están herméticamente selladas.
Los extremos superpuestos de una caña consisten de contactos para que los terminales de entrada y salida puedan conectarse a ellos. Cuando se suministra potencia a las bobinas, se produce un campo magnético. Estos campos hacen que las lengüetas se junten, por lo tanto, sus contactos hacen una ruta cerrada a través del relé. También durante el proceso de desenergización de la bobina, las lengüetas se separan por la fuerza de tracción del resorte que se le atribuye.
La velocidad de conmutación del relé de lengüeta es 10 veces más rápida que un relé electromecánico debido al medio de accionamiento menos masivo, diferente y contactos más pequeños. Sin embargo, estos tienen arcos eléctricos debido a contactos más pequeños. En caso de cambio de saltos de arco a través de los contactos, se produce una fusión de la superficie de contacto en una sección pequeña. Además, esto conduce a la soldadura de los contactos si ambos contactos todavía están cerrados.
Por lo tanto, después de la desmagnetización de la fuerza del muelle en espiral puede no ser suficiente para separarlos. Es una condición indeseable del relé. Este problema se soluciona colocando la impedancia en serie como una resistencia o ferrita entre el relé y la capacidad del sistema, de manera que las corrientes de irrupción se reducen, evitando así el arco en el relé. Muchas aplicaciones de conmutación usan el rele Reed debido al pequeño tamaño y alta velocidad.
Retransmisión polarizada
Como su nombre indica, estos relés son muy sensibles a la dirección de la corriente por la cual se energiza. Es un tipo de relé electromagnético de CC provisto de una fuente adicional de campo magnético permanente para mover la armadura del relé. En estos relés, el circuito magnético se construye con imanes permanentes, electroimanes y una armadura.
En lugar de la fuerza del resorte, estos relés usan fuerzas magnéticas para atraer o repeler la armadura. En esto, la armadura es un imán permanente, pivotado entre las caras polares formadas por un electroimán. Cuando la corriente fluye a través del electroimán, produce un flujo magnético. Siempre que la fuerza ejercida por el electroimán excede la fuerza ejercida por el imán permanente, la armadura cambia su posición. De manera similar, cuando se interrumpe la corriente, la fuerza electromagnética se reduce a menos que la del imán permanente y, por lo tanto, la armadura vuelve a su posición original.
El flujo magnético Φm producido por el imán permanente pasa a través de las ramas de la armadura en dos partes, es decir, Φ1 y Φ2. El flujo Φ1 pasa a través del espacio de trabajo izquierdo del imán mientras que Φ2 pasa a través del espacio de trabajo derecho del imán. Si no hay corriente en la bobina, debido a estos dos flujos la armadura se mantendrá a la izquierda oa la derecha de la posición neutral ya que en dicho sistema magnético el neutro no es estable.
Siempre que la corriente se suministre a las bobinas del relé, un flujo magnético de trabajo adicional Φ pasa a través del espacio de trabajo del imán. Debido a estas interacciones de campo magnético, un efecto de fuerza sobre la armadura que depende de la magnitud de la corriente, la posición inicial de la armadura, la polaridad de la corriente, la potencia del imán y el valor de la brecha de trabajo. Depende de la combinación de estos parámetros, la armadura del relé cambia a un nuevo estado estable, por lo que cierra el contacto correcto y, por lo tanto, el relé se activa.
Existen diferentes tipos de relés polarizados dependiendo de la configuración del circuito magnético. Los dos tipos más populares de estos relés incluyen relés diferenciales y tipo puente. En el sistema magnético diferencial, la diferencia de dos flujos de imán permanente actúa sobre la armadura. En el sistema magnético tipo puente, el campo creado por las bobinas se divide en dos flujos que tienen signos opuestos en el área de separación de trabajo, pero el flujo magnético del imán permanente no se divide en dos flujos. Para relés de tamaño normal, el tipo diferencial de sistema magnético es ampliamente utilizado.
Relés Buchholz
Estos relés son relés accionados por gas o accionados. Estos relés se utilizan para detectar fallas incipientes (o fallas internas que son fallas menores inicialmente, pero en el curso del tiempo éstas se convierten en fallas mayores). Estos son los más ampliamente utilizados para la protección del transformador y se alojan en la cámara entre el tanque del transformador y el conservador. Estos se utilizan solo para los relés inmersos en aceite que se emplean principalmente para sistemas de transmisión y distribución de energía.
La figura siguiente muestra el principio de funcionamiento del relé Buchholz. Cuando se producen fallas incipientes (o fallas de revelado lento) dentro del transformador, el nivel de aceite disminuye debido a la acumulación de gas. Esto hace que el flotador hueco se incline y, por lo tanto, los contactos de mercurio estén cerrados. Estos contactos de mercurio completan la ruta del circuito de alarma para que el operador sepa que hay una falla incipiente en el transformador.
Siempre que se produce una falla grave en el transformador como cortocircuito de fases o falla a tierra, etc., la presión dentro del tanque aumentó abruptamente debido al rápido nivel de reducción del aceite. Por lo tanto, el aceite se precipita hacia el conductor y, debido a esto, la válvula de aleta lateral inferior se desvía. Por lo tanto, cierra los contactos del interruptor de mercurio, por lo que se habilita el circuito de disparo. Por lo tanto, el transformador está desconectado de la fuente de suministro.
Relés de protección contra sobrecargas
Relés de protección contra sobrecargas están especialmente diseñados para proporcionar la protección de sobrecorriente de motores y circuitos eléctricos. Estos relés de sobrecarga pueden ser de diferentes tipos, como el tipo de tira bimetálica fija, el calentador bimetálico o intercambiable electrónico, etc. Si los motores eléctricos están sobrecargados, entonces los motores deben protegerse contra sobreintensidades. Para este fin, se utiliza un equipo de detección de sobrecarga, como un relé accionado por calor. El relé operado por calor consiste en una bobina que calienta la tira bimetálica o la olla de soldadura se funde y, por lo tanto, libera el resorte para operar los contactos auxiliares que están en serie con la bobina. La bobina se desenergiza detectando el exceso de corriente en la carga debido a la sobrecarga. La temperatura del bobinado del motor se puede estimar utilizando el modelo térmico de la armadura del motor, relé de protección de sobrecarga electrónica midiendo la corriente del motor. Por lo tanto, el motor se puede proteger con precisión mediante el relé de protección de sobrecarga.
Relés de protección contra sobrecargas
Relés de estado sólido (SSR)
Los relés de estado sólido usan componentes de estado sólido como BJT, tiristores, IGBT, MOSFET y TRIAC para realizar la operación de conmutación. La ganancia de potencia de estos relés es mucho más alta que la de los relés electromecánicos porque la energía de control requerida (para alimentar el circuito de control) es mucho menor en comparación con la potencia que se controlará (salida de conmutación) mediante estos relés. Estos relés pueden diseñarse para funcionar con alimentación de CA y CC.
Debido a la ausencia de contactos mecánicos, estos relés tienen altas velocidades de conmutación. Un SSR consiste en un sensor que también es un dispositivo electrónico y este sensor responde a una señal de control para encender o apagar la energía de la carga.
Los SSR se clasifican en diferentes tipos, sin embargo, los tipos principales de estos relés incluyen SSR fotoacoplados y SSR acoplados a transformador. En el SSR acoplado a transformador, se suministra una pequeña corriente continua al primario del transformador a través de un convertidor de CC a CA. Esta corriente se convierte luego en CA y se intensifica para operar el dispositivo de estado sólido (TRIAC en este caso) y el circuito de disparo. El grado de aislamiento entre la entrada y la salida depende del diseño del transformador.
Relés de estado sólido (SSR)
En el estuche de los SSR fotograbados, el dispositivo semiconductor fotosensible se utiliza para realizar la operación de conmutación. La señal de control se aplica al LED para que el dispositivo fotosensible se convierta en modo de conducción al detectar la luz emitida por el LED. El aislamiento proporcionado por este tipo de SSR es relativamente alto en comparación con el SSR acoplado a transformador debido al principio de detección de fotografías.
Relés de estado sólido (SSR)
Los relés de estado sólido tienen velocidades de conmutación más rápidas en comparación con los relés electromecánicos. Además, debido a que no tiene partes móviles, su esperanza de vida es más alta y tienden a producir menos ruido.
Inverse Definite Relés de tiempo mínimo (relés IDMT)
Este tipo de relé proporciona una característica de corriente de tiempo definido en valores más altos de la corriente de falla y una característica de corriente de tiempo inversa en valores más bajos de la corriente de falla. Estos son ampliamente utilizados para la protección de las líneas de distribución y ofrecen establecer los límites para las configuraciones actuales y temporales. En este tipo de relé, el tiempo de operación del relé es aproximadamente inversamente proporcional a la corriente de falla cerca del valor de captación y se vuelve constante ligeramente por encima del valor de captación del relé. Esto se puede lograr utilizando el núcleo del imán que se satura para la corriente ligeramente mayor que la corriente de arranque.
El valor de pickup el punto donde la cantidad de actuación o corriente de falla inicia el relevador para operar se llama valor de captación. El relé se denomina IDMT debido a su característica de que cuando la magnitud de actuación alcanza su valor de infinito, el tiempo no se acerca a cero. En los valores más bajos de la corriente de falla da características de tiempo inverso, mientras que en valores más altos da características de tiempo definido como se muestra en la figura. El tiempo de operación se vuelve constante desde un valor particular hasta que la cantidad de actuación se convierte en infinito, que se muestra en el gráfico (se obtiene una curva, que se vuelve constante).
Relés diferenciales
Los relés diferenciales funcionan cuando la diferencia de fasor de dos o más cantidades eléctricas similares excede un valor predeterminado. Un relé diferencial de corriente funciona cuando existe un resultado de comparación entre la magnitud y la diferencia de fase de las corrientes que entran y salen del sistema a proteger.
En condiciones normales de funcionamiento, las corrientes que entran y salen son iguales en magnitud y fase por lo que el relevador no funciona. Pero si ocurre una falla en el sistema, estas corrientes ya no son iguales en magnitud y fase. Este tipo de relé está conectado de manera tal que la diferencia entre la corriente que ingresa y la corriente que sale fluye a través de la bobina operativa del relé. Por lo tanto, la bobina del relé se energiza en condiciones de falla debido a la cantidad de diferencia de la corriente. Por lo tanto, el relé opera y abre el interruptor automático para disparar el circuito.
La figura anterior muestra el principio de relés diferenciales en el que hay dos TI conectados a cada lado del transformador de potencia, es decir, un TI en el lado primario y el otro en el lado secundario del transformador de potencia. El relé compara las corrientes en ambos lados y si hay algún desequilibrio, entonces el relé tiende a funcionar. Los relés diferenciales pueden ser relés diferenciales de corriente, relés diferenciales de equilibrio de tensión y relés diferenciales parciales.