Реле на негативна секвенца

Дефиниција

Реле за негативна секвенца, познато и како реле за несбалансирана фаза, е дизајнирано за заштита на електричниот систем од компонентите на негативна секвенца. Неговата основна функција е да заштитува генераторите и моторите од несбалансирана наглас, која обично се појавува поради фазни недостатоци. Кога такви недостатоци се јават, компонентите на негативна секвенца можат да предизвикаат премногу загревање и механички стрес во електричните апарати, што потенцијално може да доведе до сериозни повреди ако не се правилно уредени.

Принцип на работа и карактеристики

Реле за негативна секвенца вклучува специјализиран филтерски кружок кој селективно реагира само на компонентите на негативна секвенца присутни во електричниот систем. Бидејќи дури и релативно мал магнитуд на прекумурен ток причинет од компонентите на негативна секвенца може да создаде опасни услови на работа, релеото е конфигурирано со ниски ток. Ова му овозможува да детектира и брзо да реагира на мали несбаланси пред да се ескалираат во големи проблеми.

Иако релеото за негативна секвенца е земено, ова земеење првенствено служи за заштита против фазни-земјински недостатоци. Меѓутоа, тоа не директно намалува фазни-фазни недостатоци; напротив, неговата улога е да детектира компонентите на негативна секвенца кои се симптоми на такви недостатоци и да активира одговаращи заштитни акции.

Конструкција

Конструкцијата на релеото за негативна секвенца е прикажана на следната слика. Тоа има четири импеданси, обележани како Z1, Z2, Z3 и Z4, кои се поврзани во мостов конфигурација. Овие импеданси се активирани од трансформатори на ток, кои ја узимаат електричната струја од системот под заштита. Оперативната бобина на релеото е поврзана со срединските точки на овој мостов кружок. Оваа специфична распоредба му овозможува на релеото точно да детецира присуство и магнитуд на компонентите на негативна секвенца анализирајќи разликите во напонот помеѓу рамените на мостот, што овозможува надежна и прецизна работа за заштита на електричните системи.

Во кружокот на релеото за негативна секвенца, Z1 и Z3 покажуваат само резистивни карактеристики, додека Z2 и Z4 имаат како резистивни така и индуктивни својства. Вредностите на импедансите Z2 и Z4 се внимателно регулирани така што струјите кои минуваат низ нив константно забоставуваат струјите кои текат низ Z1 и Z3 за агол од 60 степени.

Кога струјата стигне до чвор A, се делат на две гранки, I1 и I4. Значително, струјата I4 забоставува струјата I1 за точно 60 степени. Оваа специфична фазна разлика е основна за правилната функција на релеото за негативна секвенца, овозможувајќи му точно да детектира и да реагира на компонентите на негативна секвенца во електричниот систем.

Слично, струјата од фаза B се делат на два еднакви компоненти I3 и I2, I2 забоставува I3 за 60º.

Струјата I4 забоставува I1 за агол од 30 степени. Слично, I2 забоставува IB за 30 степени, додека I3 го води IB за истата 30-степена маржа. Струјата која текува низ чвор B е еквивалентна на алгебарската сума на I1, I2 и IY. Оваа прецизна аглна врска и сумација на струјата во чвор B се критични за правилната функција на релеото за негативна секвенца, осигурувајќи му способноста точно да детектира несбалансирано состојба во електричниот систем анализирајќи фазните и магнитудните разлики меѓу овие струи.

Течење на позитивна секвенца струја

Фазор дијаграмата која прикажува компонентите на позитивна секвенца е прикажана на следната слика. Во случај кога нагласот е во сбалансирана состојба, струјата на негативна секвенца отсутствува. Под такви обстояјства, струјата која минува низ релеото може да се опише со следната равенка. Оваа врска помеѓу сбалансираната состојба на наглас, отсутствието на струја на негативна секвенца и струјата низ релеото е основна за разбирање на нормалната операција и заштитните функции во електричниот систем.

Операција при сбалансирана состојба

Последицата е дека релеото останува активно во време на работа на сбалансиран електричен систем, осигурувајќи непрекинато мониторинг и спремност да реагира на било кој потенцијален аномалија.

Течење на негативна секвенца струја

Како што е прикажано на горната слика, струите I1 и I2 покажуваат еднакви магнитуди. Заблагодарение на нивната еднаква и противоположна природа, ефективно се аннулираат една друга. Како резултат, само струјата IY минува низ оперативните бобини на релеото. За да се заштити од шtetни ефекти на дури и минорни прекумурени нагласи, кои брзо можат да се ескалираат во сериозни системски проблеми, токот на релеото е нарочито подржан под нормалната струја на полн наглас. Оваа чувствителна калибрација му овозможува на релеото брзо да детектира и да реагира на несбалансирано состојби причинети од компонентите на негативна секвенца.

Течење на нулта секвенца струја

Во случај на нулта секвенца струја, струите I1 и I2 се фазно преместени една од друга за агол од 60 степени. Резултантата од овие две струи се порамнува во фаза со струјата IY. Како последица, оперативната бобина на релеото испатува тотална струја која е точно двапати магнитудата на нултата секвенца струја. Важно е да се забележи дека со поврзување на трансформаторите на ток (CTs) во делта конфигурација, релеото може да се направи неоперативно за нулти секвенца струи. Во оваа делта конфигурација, нултите секвенца струи не текуваат низ релеото, што овозможува избирчиво филтрирање или заобикажување на одредени типови на струји на недостаток во зависност од потребите на заштитата на системот.

Индуктивен тип на реле за негативна фазна секвенца

Конструкцијата на индуктивен тип на реле за негативна фазна секвенца е слична на конструкцијата на индуктивен тип на реле за прекумурен ток. Тоа има метална плоча, обично направена од алуминиев бобин, која се враќа помеѓу два електромагнета: горен електромагнет и долен електромагнет.

Горниот електромагнет е опремен со две бобини. Главната бобина на горниот електромагнет е поврзана со вторичната страна на трансформаторот на ток (CT) поврзан со линијата под заштита. Меѓутоа, вторичната бобина на горниот електромагнет е поврзана во серија со бобините на долниот електромагнет.

Заблагодарение на присуството на централна тапа, главната бобина на релеото има три терминали. Фазата R, со помош на CTs и помошен трансформатор, активира горната половина на релеото, додека фазата Y активира долната половина. Помошиот трансформатор е специјално регулиран така што неговата излез забоставува за агол од 120º наместо стандардните 180º.

Операција со позитивна секвенца струи

Кога присутни се позитивни секвенца струи, струите IR и IY текуваат низ главните бобини на релеото во спротивни насоки. Струите I’R и I’Y имаат еднакви магнитуди. Овој сбалансиран тек на струја осигурува дека релеото останува во неактивна состојба, бидејќи нема нетна сила да го активира.

Операција со негативна секвенца струи

Во случај на недостаток, негативна секвенца струја I се индуцира да текне низ главната бобина на релеото. Оваа негативна секвенца струја нарушува равновесието во релеото, започнувајќи серии на настани кои доведуваат до активација на релеото и последната заштитна акција.

Релеото ќе започне својата операција кога магнитудата на струјата на недостаток надмине претходно поставената вредност на релеото. Ова значи дека кога струјата на недостаток стане доволно голема за да надмине специфичниот праг определен за релеото, релеото се активира за да изведе својата заштитна функција во електричниот систем.