Negatiewe Ryrelay

Definisie

'n Negatiewe reeksrele, ook bekend as 'n ongebalanceerde fase rele, is ontwerp om die elektriese stelsel teen negatiewe reeks komponente te beskerm. Sy primêre funksie is om generatore en motore teen ongebalanceerde lae te beskerm, wat tipies weens fase-na-fase foute ontstaan. Wanneer sulke foute voorkom, kan negatiewe reeks komponente oormaatlike verhitting en meganiese spanning in elektriese masjiene veroorsaak, wat potensieel tot ernstige skade kan lei indien dit nie behoorlik aangespreek word nie.

Werkprinsipe en Kenmerke

Die negatiewe reeksrele sluit 'n spesialisasie filter-sirkel in wat slegs op negatiewe reeks komponente in die elektriese stelsel reageer. Aangesien selfs 'n relatief klein maat van oorgangstroom veroorsaak deur negatiewe reeks komponente gevaarlike bedryfstoestande kan skep, is die rele met 'n lae stroominstelling ingestel. Dit stel dit in staat om subtiel ongebalanceerde toestande vroegtydig te bespeur en daarop te reageer voordat hulle uitgroei na groot probleme.

Alhoewel die negatiewe reeksrele geaard is, dien hierdie gronding hoofsaaklik om teen fase-na-aarde foute te beskerm. Dit verminder egter nie direk fase-na-fase foute nie; eerder is sy rol om die negatiewe reeks komponente te bespeur wat kenmerkend is van sulke foute en gepaste beskermende aksies te aktiveer.

Konstruksie

Die konstruksie van die negatiewe reeksrele word in die onderstaande figuur geïllustreer. Dit het vier impedansies, aangedui as Z1, Z2, Z3, en Z4, wat in 'n brugkonfigurasie met mekaar verbind is. Hierdie impedansies word deur stroomtransformers geenergieer, wat die elektriese stroom van die stelsel onder beskerming monster. Die werkingspoel van die rele is aan die middelpunte van hierdie brugsirkel verbonden. Hierdie spesifieke rangskikking stel die rele in staat om die teenwoordigheid en grootte van negatiewe reeks komponente akkuraat te bespeur deur die spanningsverskille tussen die brugarmte te analiseer, wat betroubare en presiese operasie vir die beskerming van elektriese stelsels moontlik maak.

In die sirkel van die negatiewe reeksrele vertoon Z1 en Z3 puur weerstandseienskappe, terwyl Z2 en Z4 beide weerstandse- en induktieweienskappe het. Die waardes van impedansies Z2 en Z4 is met groot omzichtigheid aangepas sodat die strome wat daardeur vloei konsistente 60 grade agter die strome wat deur Z1 en Z3 vloei, bly.

Wanneer die stroom by punt A aankom, verdeel dit in twee takke, naamlik I1 en I4. Beduidend is dat die stroom I4 presies 60 grade agter die stroom I1 bly. Hierdie spesifieke fase-verskilverhouding is fundamenteel vir die regte funksionering van die negatiewe reeksrele, wat dit in staat stel om akkuraat negatiewe reeks komponente binne die elektriese stelsel te bespeur en daarop te reageer.

Gelykso, die stroom van fase B verdeel by punt C in twee gelyke komponente I3 en I2, waar I2 60º agter I3 bly.

Die stroom I4 bly 30 grade agter I1. Op dieselfde wyse, bly I2 30 grade agter IB, terwyl I3 30 grade voor IB loop. Die stroom wat deur punt B vloei, is gelyk aan die algebraïese som van I1, I2, en IY. Hierdie presiese hoekverhouding en stroomopsomming by punt B is krities vir die regte funksionering van die negatiewe reeksrele, wat dit in staat stel om ongebalanceerde toestande binne die elektriese stelsel akkuraat te bespeur deur die fase- en grootteverskille tussen hierdie strome te analiseer.

Vloei van Positiewe Reeks Stroom

Die fasor-diagram wat positiewe reeks komponente illustreer, word in die onderstaande figuur gewys. In 'n scenario waar die laai in 'n gebalanceerde toestand is, bly die negatiewe reeks stroom afwesig. Onder soodanige omstandighede kan die stroom wat deur die rele vloei, deur die volgende vergelyking beskryf word. Hierdie verhouding tussen die gebalanceerde laai toestand, die afwesigheid van negatiewe reeks stroom, en die stroom deur die rele is fundamenteel vir die begrip van die normale operasie en beskermende funksies binne die elektriese stelsel.

Operasie Onder Gebalanceerde Toestande

Gevolglik bly die rele aktief tydens die operasie van 'n gebalanceerde elektriese stelsel, wat kontinue monitering en gereedheid om op enige potensiële anomalië te reageer verseker.

Vloei van Negatiewe Reeks Stroom

Soos in die bo-gegee figuur geïllustreer, vertoon strome I1 en I2 gelyke groottes. As gevolg van hul gelyke en teenoorgestelde aard, kanselleer hulle mekaar effektief uit. Gevolglik vloei slegs die stroom IY deur die werkingspoels van die rele. Om die skadelike effekte van selfs minste oortoeë, wat vinnig kan uitgroei na ernstige stelselprobleme, te beskerm, word die stroominstelling van die rele bewus laer gehou as die normale vol-laai stroom. Hierdie sensitiewe kalibrasie stel die rele in staat om vroegtydig en vinnig op ongebalanceerde toestande te reageer, veroorsaak deur negatiewe reeks komponente.

Vloei van Nul Reeks Stroom

In die geval van nul reeks stroom, is strome I1 en I2 met 60 grade faseverskuif ten opsigte van mekaar. Die resultaat van hierdie twee strome val in fase met die stroom IY. Gevolglik ervaar die werkingspoel van die rele 'n totale stroom wat presies twee keer die grootte van die nul reeks stroom is. Dit is belangrik om te noteer dat deur die stroomtransformers (CTs) in 'n delta-konfigurasie te verbind, die rele onwerkbaar gemaak kan word vir nul reeks strome. In hierdie delta-verbindingsopstelling, vloei nul reeks strome nie deur die rele nie, wat 'n manier bied om seletief sekere tipes foutstrome te filter of om te gaan, afhangende van die stelsel se beskermingsvereistes.

Induksie Tipe Negatiewe Reeksrele

Die konstruksie van 'n induksie tipe negatiewe fase reeksrele lyk baie soortgelyk aan dié van 'n induksie tipe oorgangstroomrele. Dit het 'n metalliese skoot, tipies vervaardig van 'n alumiinium spoel, wat tussen twee elektromagnete roteer: 'n bo-elektromagneet en 'n onder-elektromagneet.

Die bo-elektromagneet is toegerus met twee windings. Die primêre winding van die bo-elektromagneet is gekoppel aan die sekondêre kant van die stroomtransformer (CT) wat met die lyn onder beskerming verbind is. Tussenwaar, die sekondêre winding van die bo-elektromagneet is in reeks met die windings van die onder-elektromagneet gekoppel.

As gevolg van die teenwoordigheid van 'n middelpunttapping, het die primêre winding van die rele drie terminals. Fase R, met die hulp van CTs en 'n hulpbron-transformer, energieer die bo-halwe van die rele, terwyl fase Y die onder-halwe energieer. Die hulpbron-transformer is spesifiek aangepas sodat sy uitset 120º agterloop in plaas van die konvensionele 180º.

Operasie met Positiewe Reeks Strome

Wanneer positiewe reeks strome teenwoordig is, vloei strome IR en IY deur die primêre windings van die rele in teenoorgestelde rigtings. Die strome I’R en I’Y het gelyke groottes. Hierdie gebalanceerde stroomvloei verseker dat die rele in 'n inaktiewe toestand bly, aangesien daar geen netto krag is om sy operasie te aktiveer nie.

Operasie met Negatiewe Reeks Strome

In die geval van 'n fout, word negatiewe reeks stroom I geïnduseer om deur die primêre winding van die rele te vloei. Hierdie negatiewe reeks stroom verstoor die ewewig binne die rele, wat 'n reeks van gebeure in beweging stel wat lei tot die rele se aktivering en gevolglike beskermende aksie.

Die rele sal sy operasie eenmaal begin wanneer die grootte van die foutstroom die vooraf gestelde waarde van die rele oorskry. Dit beteken dat wanneer die foutstroom groot genoeg word om die spesifieke drempel bepaal vir die rele te oorskry, die rele getrig word om sy beskermende funksie binne die elektriese stelsel uit te voer.