Cosa è un relè di protezione a distanza?

Cos'è un relè di protezione a distanza?

Definizione del relè d'impedenza

Un relè d'impedenza, noto anche come relè di distanza, è definito come un dispositivo che si attiva in base all'impedenza elettrica misurata dalla posizione del guasto al relè.

Principio di funzionamento del relè di distanza o d'impedenza

Principio di funzionamento del relè d'impedenza : Il funzionamento di un relè d'impedenza è semplice. Utilizza un elemento di tensione da un trasformatore di potenziale e un elemento di corrente da un trasformatore di corrente. L'azione del relè dipende dall'equilibrio tra la coppia di ristabilimento (dalla tensione) e la coppia di deviazione (dalla corrente).

Condizioni normali vs. condizioni di guasto: In condizioni normali, la coppia di ristabilimento (dalla tensione) supera la coppia di deviazione (dalla corrente), mantenendo il relè inattivo. Durante un guasto, l'aumento della corrente e la riduzione della tensione spostano questo equilibrio, attivando il relè chiudendo i suoi contatti. Pertanto, la funzione del relè è determinata dall'impedenza, ovvero dal rapporto tensione-corrente.

Soglia di attivazione: Il relè d'impedenza si attiva quando il rapporto tensione-corrente, o impedenza, scende al di sotto di un valore predefinito. Questo indica tipicamente un guasto all'interno di una distanza specifica e predeterminata lungo la linea di trasmissione, poiché l'impedenza della linea è proporzionale alla sua lunghezza.

Tipi di relè di distanza o d'impedenza

Ci sono principalmente due tipi di relè di distanza–

Relè di distanza definita

Questo è semplicemente una varietà di relè a bilancia. Qui, un braccio è posizionato orizzontalmente e sostenuto da un perno al centro. Un'estremità del braccio viene tirata verso il basso dalla forza magnetica della bobina di tensione, alimentata dal trasformatore di potenziale collegato alla linea. 

L'altra estremità del braccio viene tirata verso il basso dalla forza magnetica della bobina di corrente alimentata dal trasformatore di corrente connesso in serie con la linea. A causa della coppia prodotta da queste due forze verso il basso, il braccio rimane in una posizione di equilibrio. La coppia dovuta alla bobina di tensione serve come coppia di ristabilimento e la coppia dovuta alla bobina di corrente serve come coppia di deviazione.

Risposta ai guasti: In condizioni operative normali, la maggiore coppia di ristabilimento mantiene i contatti del relè aperti. Un guasto all'interno della zona protetta causa una diminuzione della tensione e un aumento della corrente, abbassando l'impedenza al di sotto dei livelli impostati. Questo squilibrio fa sì che la bobina di corrente prevalga, inclinando il braccio per chiudere i contatti e azionare l'interruttore associato.

Relè di distanza temporizzato

Questo ritardo regola automaticamente il suo tempo di operazione in base alla distanza del relè dal punto del guasto. Il relè d'impedenza temporizzato non solo si attiverà in base al rapporto tensione-corrente, ma il suo tempo di operazione dipenderà anche dal valore di questo rapporto. Ciò significa,

Costruzione del relè d'impedenza temporizzato

Costruzione del relè: Il relè d'impedenza temporizzato include un elemento pilotato dalla corrente, come un relè di sovracorrente induttivo a doppia avvolgitura. Il suo meccanismo coinvolge uno spindolo con un disco, connesso tramite una molla a spirale a un altro spindolo che gestisce i contatti del relè. Un elettromagnete, alimentato dalla tensione del circuito, mantiene questi contatti aperti nelle condizioni normali.

Principio di funzionamento del relè d'impedenza temporizzato

Nelle condizioni operative normali, la forza di attrazione dell'armatura alimentata dal PT è maggiore della forza generata dall'elemento induttivo, quindi i contatti del relè rimangono in posizione aperta. Quando si verifica un guasto a cortocircuito nella linea di trasmissione, la corrente nell'elemento induttivo aumenta. 

Quindi l'induttività nell'elemento induttivo aumenta. L'elemento induttivo inizia a ruotare. La velocità di rotazione dell'elemento induttivo dipende dal livello del guasto, cioè dalla quantità di corrente nell'elemento induttivo. Man mano che il disco prosegue nella sua rotazione, l'accoppiamento a molla a spirale si arrotola fino a quando la tensione della molla è sufficiente per allontanare l'armatura dalla faccia del polo del magnete eccitato dalla tensione.

L'angolo attraverso cui il disco viaggia prima che il relè si attivi dipende dalla forza di attrazione del magnete eccitato dalla tensione. Più forte è la forza, maggiore sarà il viaggio del disco. La forza di questo magnete dipende dalla tensione della linea. Più alta è la tensione della linea, più forte sarà la forza, quindi più lungo sarà il viaggio del disco, cioè il tempo di operazione è proporzionale a V.

Inoltre, la velocità di rotazione dell'elemento induttivo è approssimativamente proporzionale alla corrente in questo elemento. Pertanto, il tempo di operazione è inversamente proporzionale alla corrente.

Pertanto, il tempo di operazione del relè,