距離保護継電器とは何か

距離保護リレーとは何ですか？

インピーダンスリレーの定義

インピーダンスリレー、または距離リレーは、障害発生地点からリレーまでの電気インピーダンスを測定して動作する装置として定義されます。

距離またはインピーダンスリレーの動作原理

インピーダンスリレー 動作原理： インピーダンスリレーの動作は単純です。これはポテンシャルトランスフォーマーからの電圧要素と、電流トランスフォーマーからの電流要素を使用します。リレーの動作は、復帰トルク（電圧による）と偏向トルク（電流による）のバランスに依存します。

正常状態と故障状態： 正常状態では、復帰トルク（電圧による）が偏向トルク（電流による）を上回り、リレーは非活性化されます。障害発生時には、電流が増加し電圧が減少することでこのバランスが崩れ、リレーがアクティブ化し接触点が閉じます。したがって、リレーの機能はインピーダンス、つまり電圧対電流比によって決定されます。

動作閾値： インピーダンスリレーは、電圧対電流比、またはインピーダンスが予め設定された値以下になったときに動作します。これは通常、送電線路の特定の予定距離内に障害があることを示しており、ラインインピーダンスはその長さに比例します。

距離またはインピーダンスリレーの種類

主に2種類の距離リレーがあります。

定距離リレー

これは単にバランスビームリレーの一種です。ここでは、ビームは水平に配置され、中央でヒンジによって支えられています。ビームの一端は、ラインに接続されたポテンシャルトランスフォーマーから供給される電圧コイルの磁力によって下方に引き下げられます。

ビームのもう一端は、ラインと直列に接続された電流トランスフォーマーから供給される電流コイルの磁力によって下方に引き下げられます。これらの2つの下方力を生むトルクにより、ビームは均衡位置に留まります。電圧コイルによるトルクは制約トルクとなり、電流コイルによるトルクは偏向トルクとなります。

障害時の応答： 通常の運転では、より大きな制約トルクによりリレーの接触点は開いたままです。保護ゾーン内の障害により、電圧が低下し電流が増加し、インピーダンスが設定値以下になると、このバランスが崩れます。これにより電流コイルが優位になり、ビームが傾き接触点が閉じて関連するサーキットブレーカーがトリップします。

時間距離リレー

この遅延は自動的にリレーからの障害点までの距離に応じて動作時間を調整します。時間距離インピーダンスリレーは、電圧対電流比だけでなく、その比の値にもよって動作時間が決まります。つまり、

時間距離インピーダンスリレーの構造

リレーの構造： 時間距離インピーダンスリレーには、二重巻線型誘導過電流リレーなどの電流駆動要素が含まれています。その機構は、ディスクを備えたスピンドルがあり、螺旋ばねを介して別のスピンドルとつながれており、これがリレーの接触点を管理します。回路の電圧によって励磁される電磁石は、通常の条件下でこれらの接触点を開いたままに保ちます。

時間距離インピーダンスリレーの動作原理

通常の運転条件下では、PTから供給されるアーマチュアの吸引力が誘導要素によって生成される力よりも大きいため、リレーの接触点は開いたままです。送電線路に短絡障害が発生すると、誘導要素の電流が増加します。

その後、誘導要素の誘導が増加し、誘導要素が回転を始めます。誘導要素の回転速度は障害レベル、つまり誘導要素の電流量に依存します。ディスクの回転が進むにつれて、螺旋ばね結合が巻き上がり、ばねの張力が十分に大きくなるまでアーマチュアが電圧励磁磁石の極面から引き離されます。

ディスクがリレーが動作する前に移動する角度は、電圧励磁磁石の引き込み力に依存します。引き込み力が大きいほど、ディスクの移動量も大きくなります。この磁石の引き込み力はライン電圧に依存します。ライン電圧が大きいほど引き込み力も大きくなり、ディスクの移動量も長くなります。つまり、動作時間はVに比例します。

また、誘導要素の回転速度はこの要素の電流にほぼ比例します。したがって、動作時間は電流に反比例します。

したがって、リレーの動作時間は、