Hvad er afstandsbeskyttelsesrelæ?

Hvad er afstandsbeskyttelsesrelæ?

Impedanserelæs definition

Et impedanserelæ, også kendt som et afstandsrelæ, defineres som en enhed, der aktiveres baseret på den elektriske impedans, der måles fra fejlens placering til relæet.

Arbejdsmåde for afstands- eller impedanserelæ

Impedanserelæs arbejdsmåde: Arbejdsmåden for et impedanserelæ er ganske simpel. Det bruger et spændingselement fra en spændingstransformator og et strømelement fra en strømtransformator. Relæets handling afhænger af balancen mellem rettetorque (fra spænding) og afgørende torque (fra strøm).

Normale forhold vs. Fejltilstande: Under normale forhold overstiger rettetorque (fra spænding) afgørende torque (fra strøm), hvilket holder relæet inaktivt. Under en fejl øges strømmen, og spændingen falder, hvilket skifter denne balance, og aktiverer relæet ved at lukke dets kontakter. Dermed bestemmes relæets funktion af impedansen, eller forholdet mellem spænding og strøm.

Aktiveringstærskel: Impedanserelæet aktiveres, når forholdet mellem spænding og strøm, eller impedansen, falder under en foruddefineret værdi. Dette indikerer typisk en fejl inden for en specifik, forudbestemt afstand langs transmissionsledningen, da linjeimpedansen er proportional med dens længde.

Typer af afstands- eller impedanserelæ

Der findes hovedsageligt to typer af afstandsrelæ –

Bestemt afstandsrelæ

Dette er en type af balancebærerrelæ. Her er en bærer placeret vandret og støttet af en hængsel i midten. En ende af bæreren trækkes nedad af magnetkraften fra spændingsbobinen, som fødes af en spændingstransformator, der er forbundet til ledningen.

Den anden ende af bæreren trækkes nedad af magnetkraften fra strømbobinen, som fødes af en strømtransformator, der er forbundet i serie med ledningen. På grund af torquet, der dannes af disse to nedadvendte kræfter, holder bæreren en ligevægtstillstand. Torque fra spændingsbobinen fungerer som rettetorque, mens torque fra strømbobinen fungerer som afgørende torque.

Fejlrespons: Under normale driftforhold holder det større rettetorque relækontaktene åbne. En fejl inden for beskyttede zonen forårsager en nedgang i spænding og en stigning i strøm, hvilket sænker impedansen under de satte niveauer. Denne ubalance får strømbobinen til at dominere, hvilket lader bæreren tylte og lukke kontaktene, og dermed udløse den tilknyttede kredsløbsbryder.

Tidsafstandsrelæ

Denne forsinkelse justerer automatisk sin driftstid i henhold til afstanden fra relæet til fejlpunktet. Tidsafstandsimpedanserelæet vil ikke kun fungere afhængigt af forholdet mellem spænding og strøm, men dets driftstid afhænger også af værdien af dette forhold. Det betyder,

Konstruktion af tidsafstandsimpedanserelæ

Relækonstruktion: Tidsafstandsimpedanserelæet inkluderer et strømdrevet element, såsom en dobbelt-vindings induktions-overstrømsrelæ. Dets mekanisme involverer en spindel med en disk, forbundet via en spiral-fjeder til en anden spindel, der håndterer relækontaktene. En elektromagnet, opspændt af kredsløbet spænding, holder disse kontakter åbne under normale forhold.

Driftsprincip for tidsafstandsimpedanserelæ

Under normale driftforhold er trækkevnen fra armaturet, der fødes af PT, større end kraften, der dannes af induktionselementet, hvorfor relækontaktene forbliver i åben position. Når der forekommer en kortslutningsfejl i transmissionsledningen, øges strømmen i induktionselementet.

Så begynder induktionselementet at rotere. Rotationshastigheden af induktionselementet afhænger af fejlens niveau, dvs. mængden af strøm i induktionselementet. Da disken roterer, bliver spiral-fjederkoplingen ophukket, indtil fjederens spænding er tilstrækkelig til at trække armaturet væk fra spændingsopspændte magneten.

Vinklen, som disken bevæger sig, før relæet aktiveres, afhænger af trækkevnen fra spændingsopspændte magneten. Jo større trækkevne, jo større vil bevægelsen være. Trækkevnen af denne magnet afhænger af linjespændingen. Jo større linjespænding, jo større trækkevne, og dermed længere vil disken bevæge sig, dvs. driftstiden er proportional med V.

Igen, rotationshastigheden af induktionselementet er omkring proportional med strømmen i dette element. Derfor er driftstiden omvendt proportional med strøm.

Derfor er driftstiden for relæet,