A Relé je jeden typ spínača, ktorý sa používa na zapnutie alebo vypnutie zariadenia s vysokým prúdom a vysokým napätím pomocou signálu. Relé sú klasifikované do rôznych typov, ako sú západkové, jazýčkové, polovodičové, automobilové, časové relé, diferenciálne relé atď. typy relé sa používajú, ale medzi nimi veľmi často používané relé na ochranu transformátora, ako aj generátora pred lokalizovanými poruchami, je diferenciálne relé. Toto relé veľmi dobre reaguje na poruchy, ktoré sa vyskytli v ochrannej zóne, ale menej reaguje na poruchy, ktoré sa vyskytli mimo chránenej zóny. Tento článok poskytuje stručné informácie o a diferenciálne relé - práca s aplikáciami.
Čo je to diferenciálne relé?
Relé, ktoré funguje, keď fázorový rozdiel pre minimálne dve alebo vyššie rovnaké elektrické veličiny prekročí pevnú hodnotu, sa nazýva diferenciálne relé. Vo všeobecnosti väčšina relé funguje, keď akékoľvek množstvo presahuje pevnú hodnotu, toto relé však funguje na základe rozdielu medzi dvoma alebo viacerými rovnakými elektrickými veličinami.
Funkciou diferenciálneho relé je poskytnúť vysokorýchlostnú, citlivú a prirodzene selektívnu ochranu. Tieto relé neposkytnú bezpečnosť proti poruchám vinutia v strojoch a transformátoroch v dôsledku malého nárastu prúdu generovaného týmito poruchami, ktoré zostávajú pod citlivosťou snímania relé.
Princíp činnosti diferenciálneho relé
Diferenciálne relé pracuje na princípe porovnávania medzi fázovým uhlom a dvoma alebo viacerými rovnakými veľkosťami elektrických veličín. Porovnanie týchto dvoch elektrických veličín v obvode s diferenciálnym relé je veľmi jednoduché v aplikácii a pozitívne v akcii.
Napríklad v porovnaní so vstupným prúdom a výstupným prúdom vo vedení, ak cez chránené vedenie prechádza obrovský prúd v porovnaní s prúdom, ktorý z neho odchádza, potom musí v rámci poruchy dodávať ďalší prúd. Takže rozdiel medzi dvoma elektrickými veličinami môže ovládať relé na oddelenie obvodu.
V normálnych prevádzkových podmienkach sú vstupné a výstupné prúdy ekvivalentné vo fáze a veľkosti, takže relé nebude fungovať. Ak sa však v systéme vyskytne akákoľvek porucha, tieto prúdy už nebudú ekvivalentné vo fáze a veľkosti.
Tento druh relé sa používa takým spôsobom, že rozdiel medzi vstupným a výstupným prúdom v prevádzkových cievkach relé. Takže cievka relé môže byť napájaná v poruchových podmienkach z dôvodu rôzneho množstva prúdu. Takže toto relé funguje a otvára istič na vypnutie okruhu.
Vo vyššie uvedenom obvod diferenciálneho relé , existujú dva prúdové transformátory, ktoré sú pripojené k ľubovoľnej ploche výkonového transformátora tak, že jeden CT je pripojený na primárnu stranu a druhý je pripojený na sekundárnu stranu PT ( výkonový transformátor ). Toto relé jednoducho porovnáva tok prúdov na oboch stranách. Ak dôjde k nejakej nerovnováhe v prúde v obvode, potom toto relé má tendenciu pracovať. Tieto relé môžu byť diferenciálne prúdové, napäťové vyvážené a predpäté diferenciálne relé.
Typy diferenciálnych relé
Tieto relé sú rozdelené do troch typov diferenciálneho prúdu, vyváženia napätia a percentuálneho diferenciálneho relé alebo relé s predpätým lúčom.
Diferenciálne relé aktuálnej rovnováhy
Toto diferenciálne relé funguje vždy, keď dôjde k poruche v chránenej oblasti, potom dôjde k zmenám vo vstupnom a výstupnom prúde tejto oblasti. Takže porovnaním týchto prúdov buď vo fáze alebo veľkosti alebo v oboch, môžeme zistiť poruchu v chránenej oblasti. ak rozdiel prekročí pevnú hodnotu, potom toto relé porovná dva prúdy a odošle vypínací signál do CB (ističa). Pripojenia ochranného obvodu diferenciálneho relé pre normálny stav alebo externú poruchu a počas internej poruchy sú príslušne zobrazené na nasledujúcom obrázku.
Dva CT vo vyššie uvedenom okruhu sa používajú na každom konci úseku, ktorý sa má chrániť. Medzi dvoma CT je reléová cievka jednoducho pripojená v ekvipotenciálnej polohe, takže za normálnych podmienok nepreteká prúd cez cievku relé. Aby sa predišlo poruche relé.
V normálnych a vonkajších poruchových podmienkach z vyššie uvedeného obvodu je tok prúdu pohybujúceho sa do chránenej oblasti ekvivalentný toku prúdu odchádzajúceho z chránenej oblasti (I1 – I2 = 0). Preto cez cievku relé nebude prúdiť žiadny prúd. Takže zostáva mimo prevádzky.
Podobne v prípade vnútornej poruchy z vyššie uvedeného obrázku je tok prúdu do chránenej oblasti odlišný od toku prúdu, ktorý z nej odchádza (I1 – I2 ≠ 0). Takže tieto rozdiely v prietoku prúdu sú známe ako cirkulačný prúd, ktorý sa privádza do prevádzkovej cievky relé a relé funguje, ak je prevádzkový krútiaci moment vyšší v porovnaní s obmedzovacím krútiacim momentom.
Napäťové vyrovnávacie diferenciálne relé
Dva CT v diferenciálnom relé vyrovnávania napätia sú jednoducho pripojené na ktorúkoľvek stranu prvku, ktorý má byť chránený, čo je vinutie alternátora, ktoré je znázornené na obrázku vyššie. Tento typ relé jednoducho porovnáva dve napätia buď vo fáze alebo veľkosti alebo v oboch a vypne reléový obvod, ak rozdiel prekročí pevnú nastavenú hodnotu.
Primárne vinutia CT majú podobné prúdové pomery, ktoré sú spojené s pilotným vodičom v sérii. Tieto vodiče sú spojené vždy jednoduchým spojením dvoch koncov obvodu, ako je znázornené na obrázku vyššie a sekundárne vinutie CT je pripojené k operačnej cievke relé.
Vo vyššie uvedenom reléovom obvode bude tok prúdu v oboch hlavných vinutiach CT za normálnych prevádzkových podmienok rovnaký. Takže keď je tok prúdu rovnaký, napätie v sekundárnom vinutí bude rovnaké. Takže v prevádzkovej cievke relé nie je žiadny tok prúdu.
Podobne v chybných podmienkach bude existovať fázorový rozdiel v prúdoch primárnej cievky. Existuje teda rozdiel v napätí na druhom vinutí. Teraz bude existovať fázorový rozdiel v napätí sekundárnej cievky, ktorá sa privádza do pracovnej cievky relé a je zapojená do série so sekundárnym vinutím. Z tohto dôvodu bude tok prúdu prebiehať cez operačnú cievku relé.
Percentuálne diferenciálne relé
Schematický diagram percentuálneho diferenciálneho relé je uvedený nižšie, ktorý je tiež známy ako a relé predpätia .
Schematické usporiadanie percentuálneho alebo predpätého diferenciálneho relé je uvedené nižšie. Tento obvod obsahuje hlavne dve cievky, ako je obmedzovacia a prevádzková cievka. Tu je operačná cievka jednoducho pripojená k stredovému bodu obmedzovacej cievky.
Tu prevádzková cievka generuje prevádzkový krútiaci moment, takže relé pracuje, zatiaľ čo obmedzujúca cievka generuje predpätú silu alebo obmedzovací krútiaci moment, ktorý je úplne opačný ako prevádzkový krútiaci moment.
Toto relé pracuje s rozdielovým prúdom, ktorý preteká cez chránenú oblasť. Kedykoľvek sa v chránenej oblasti nevyskytne žiadna porucha alebo sa vyskytne porucha mimo chránenej oblasti, potom bude obmedzovací moment vyšší v porovnaní s prevádzkovým momentom. To spôsobí, že vypínací obvod bude otvorený a relé bude nefunkčné.
Ak však dôjde k poruche v chránenej oblasti, potom bude prevádzkový krútiaci moment vyšší v porovnaní s obmedzovacím krútiacim momentom. Z tohto dôvodu lúč jednoducho uzatvorí vypínací obvod, čím sa spustí vypínací signál cez relé do CB alebo ističa.
Vo vyššie uvedenom ekvivalentnom obvode je rozdielový prúd v rámci pracovnej cievky i2 – i1, zatiaľ čo obmedzovacia cievka je i1 + i2/2 kvôli strednému zapojeniu pracovnej cievky.
Takže pomer i2 – i1 (diferenciálny prevádzkový prúd) k (i1 + i2)/2 (obmedzovací prúd) má vždy pevné percento. Preto je toto relé známe ako a percentuálne diferenciálne relé . Na ovládanie tohto relé by mal byť rozdielový prúd vyšší v porovnaní s týmto pevným percentom.
Výhody
Výhody diferenciálneho relé zahŕňajú nasledujúce.
- Digitálne spracovanie signálu je úplne možné pomocou 16-bitového mikroprocesora.
- Ide o najvýznamnejšiu ochranu v rámci energetického systému.
- Presnosť merania je vysoká vo všetkých rozsahoch nastavení vďaka presnej 16-bitovej metóde analógovo-digitálnej konverzie.
- Tieto sú veľmi jednoducho prispôsobiteľné rôznym poplachovým a rozvodným systémom.
- Tieto relé sú veľmi citlivé, pretože nedokážu rozlíšiť medzi malými poruchami a ťažkými záťažami.
- Tieto relé zabraňujú poruchám v rámci siete.
Nevýhody
Nevýhody diferenciálneho relé zahŕňajú nasledujúce.
- Presnosť prúdového diferenciálneho relé v toku silného prúdu bude ovplyvnená kapacitou pilotného kábla.
- The prúdové transformátory v tomto relé nemôže mať podobné charakteristiky alebo hodnotenia kvôli impedanciám pilotného kábla a konštrukčným chybám. To spôsobuje, že relé nepracuje správne.
- Konštrukcia relé s vyvážením napätia sa stáva zložitou, aby sa dosiahla dokonalá rovnováha medzi CT.
- Ochranu tohto relé je možné efektívne využiť pre kratšie vedenia.
Aplikácie
Aplikácie diferenciálneho relé zahŕňajú nasledujúce.
- Toto relé sa veľmi často používa na ochranu generátorov a transformátorov pred lokalizovanými poruchami.
- Zvyčajne sa tieto relé používajú hlavne na ochranu zariadenia pred vnútornými poruchami. Cenová ochrana Merz je teda jedným z typov diferenciálneho relé, ktoré sa používa na ochranu vinutia statora alternátora pred vnútornými poruchami.
- Tento druh relé chráni vinutie transformátora.
- Sú dokonale vhodné na ochranu kompaktných predmetov a tiež zariadení energetických systémov, ako sú zbernice, generátory, reaktory, prenosové vedenia, transformátory, napájače atď.
Toto je teda všetko o prehľade diferenciálu relé – funkčné s aplikáciami. Diferenciálne relé by malo mať minimálne dve alebo viac podobných elektrických veličín. Tieto veličiny by mali zahŕňať fázový posun pre činnosť relé. Tu je otázka na vás, akú funkciu má relé?
