Desenvolvimento de um relé de proteção para sistemas elétricos de potência utilizando microcontrolador Comercial

Abstract

Resumo : A proteção de sistemas elétricos de potência é essencial para garantir a operação segura e contínua de redes de transmissão e distribuição de energia. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de relé de proteção utilizando o microcontrolador ESP32, com foco em funções de monitoramento e proteção contra anomalias de corrente e tensão, como subtensão, sobretensão, sobrecorrente instantânea e sobrecorrente temporizada. O projeto incorpora sensores comerciais ACS712 e ZMPT101B, integrados ao ESP32, e utiliza a plataforma Arduino IDE para programação. O desenvolvimento envolveu a calibração de sensores para garantir a precisão das medições, a implementação de algoritmos baseados em normas técnicas e a realização de ensaios laboratoriais para validação. O sistema demonstrou um desempenho confiável, com detecção eficiente de condições anômalas e tempos de resposta compatíveis com aplicações práticas. Além disso, o protótipo mostrouse uma solução de baixo custo, acessível para fins educacionais, e com potencial de expansão, incluindo funcionalidades de teleproteção e integração com sistemas inteligentes de controle. Por fim, o trabalho contribui para a área de proteção elétrica ao oferecer uma alternativa acessível para estudos e aplicações práticas, aliando simplicidade de implementação e alta funcionalidade.

Abstract : This work presents the development of a protection relay for power systems using the ESP32 microcontroller, with the objective of monitoring and protecting circuits against abnormal conditions of current and voltage, such as undervoltage, overvoltage, instantaneous overcurrent, and time-delayed overcurrent. For this purpose, commercial sensors ACS712 for current and ZMPT101B for voltage were employed, integrated with the ESP32. The microcontroller was programmed using the Arduino IDE. Laboratory tests validated the prototype’s operation, demonstrating the accuracy and efficiency of the implemented protection functions. The developed system proved to be an accessible, reliable solution with potential for educational applications and future expansions in teleprotection.