Abstract:
RESUMO: Este trabalho apresenta uma plataforma protótipo de baixo custo capaz de executar as principais
funções de um relé de proteção, utilizando como base o minicomputador Raspberry Pi 3B+,
possibilitando que seus usuários possam implementar funções de proteção em hardware e realizar
ensaios em tempo real. Foram realizados testes que comprovaram a capacidade do Raspberry Pi
3B+ em fornecer respostas em tempo real, através de configurações específicas em seu Sistema
Operacional. Um circuito experimental foi construído para enviar os sinais de faltas elétricas
de uma mala de testes de relés de proteção para o Raspberry Pi, através do condicionamento
dos sinais de tensão e corrente e sua digitalização. Além disso, uma biblioteca de funções foi
desenvolvida para executar algoritmos de proteção mais simples, como a detecção de faltas
trifásicas simétricas, bem como um algoritmo de proteção mais complexo baseado em redes
neurais, capaz de diferenciar faltas trifásicas de transitórios gerados por variações de grandes
cargas. Os resultados obtidos mostram que o relé protótipo é capaz de executar funções de
proteção simples e complexas dentro de um tempo de atuação pré-definido, além de realizar
amostragem dos sinais de tensão e corrente de forma satisfatória.
ABSTRACT: This work presents a low-cost universal relay prototype capable of performing the main functions
of a power grid protection relay, based on a Raspberry Pi 3B+ single-board computer. Its
users will be able to implement power protection functions in hardware and carry out tests in
real-time.Tests carried out proved the Raspberry Pi 3B+’s ability to provide real-time response,
by specific settings in its Operational System. An experimental circuit was built to send electrical
fault signals from a Relay tester to the Raspberry Pi, by conditioning the voltage and current
signals and digitizing them. In addition, a library of functions was developed to run simple power
protection algorithms, such as symmetrical three-phase fault detection, as well as a more complex
power protection algorithm based on neural networks, capable of differentiating three-phase
faults from transients created by large load variations. The results show that the developed relay
is capable of running simple and complex protection functions within a pre-defined runtime, in
addition to accurate sampling of voltage and current signals.
