거리 보호 릴레이란 무엇인가요?

거리 보호 릴레이란?

임피던스 릴레이 정의

임피던스 릴레이, 또는 거리 릴레이는 고장 위치에서 릴레이까지 측정된 전기 임피던스를 기반으로 작동하는 장치로 정의됩니다.

거리 또는 임피던스 릴레이의 작동 원리

임피던스 릴레이 작동 원리 : 임피던스 릴레이의 작동은 간단합니다. 잠재 변압기로부터 전압 요소와 전류 변압기로부터 전류 요소를 사용합니다. 릴레이의 동작은 복원 토크(전압에서)와 편향 토크(전류에서)의 균형에 따라 달라집니다.

정상 상태 대 고장 상태: 정상 상태에서는 복원 토크(전압에서)가 편향 토크(전류에서)보다 크므로 릴레이는 비활성화 상태입니다. 고장이 발생하면 증가한 전류와 감소한 전압으로 인해 이 균형이 바뀌어 릴레이는 접점이 닫히면서 활성화됩니다. 따라서 릴레이의 기능은 임피던스, 즉 전압 대 전류 비율에 의해 결정됩니다.

활성화 임계값: 임피던스 릴레이는 전압 대 전류 비율, 즉 임피던스가 미리 정의된 값 아래로 떨어질 때 활성화됩니다. 이는 일반적으로 전송선로의 특정, 미리 정의된 거리 내에서 고장이 발생함을 나타냅니다. 선로의 임피던스는 그 길이에 비례하기 때문입니다.

거리 또는 임피던스 릴레이의 종류

주요 거리 릴레이는 두 가지 유형이 있습니다–

확정 거리 릴레이

이것은 단순히 균형 빔 릴레이의 한 종류입니다. 여기서 하나의 빔이 수평으로 배치되어 중앙에 힌지로 지지됩니다. 빔의 한쪽 끝은 선로에 연결된 잠재 변압기로부터 공급되는 전압 코일의 자기력에 의해 아래로 당깁니다. 

다른 끝은 선로와 직렬로 연결된 전류 변압기로부터 공급되는 전류 코일의 자기력에 의해 아래로 당깁니다. 이러한 두 개의 하향 힘으로 인해 생성된 토크로 인해 빔은 평형 위치에 머무릅니다. 전압 코일에 의한 토크는 제동 토크 역할을 하고, 전류 코일에 의한 토크는 편향 토크 역할을 합니다.

고장 응답: 정상 운영 시 더 큰 제동 토크로 인해 릴레이 접점은 열려 있는 상태를 유지합니다. 보호 구역 내에서 발생한 고장은 전압이 떨어지고 전류가 증가하여 임피던스가 설정된 수준 아래로 낮아집니다. 이 불균형으로 인해 전류 코일이 주도하여 빔이 기울어져 접점을 닫고 관련 회로 차단기를 트립시킵니다.

시간 거리 릴레이

이 지연 시간은 고장 점에서 릴레이까지의 거리에 따라 자동으로 조정됩니다. 시간 거리 임피던스 릴레이는 전압 대 전류 비율에 따라만 작동하는 것이 아니라, 작동 시간도 이 비율의 값에 따라 달라집니다. 즉,

시간 거리 임피던스 릴레이의 구조

릴레이 구조: 시간 거리 임피던스 릴레이는 전류 구동 요소, 예를 들어 이중 권선 유도 과전류 릴레이를 포함합니다. 그 메커니즘은 스프링으로 다른 스포인들, 즉 릴레이 접점을 관리하는 스포인들과 연결된 디스크가 있는 스포인들로 구성됩니다. 회로의 전압으로 충전되는 전자석이 정상 조건에서 이러한 접점을 열어둡니다.

시간 거리 임피던스 릴레이의 작동 원리

정상 운영 상태에서는 PT에서 공급받는 암추의 인력이 유도 요소에서 생성되는 힘보다 크므로, 릴레이 접점은 열린 상태를 유지합니다. 전송선로에서 단락 고장이 발생하면 유도 요소의 전류가 증가합니다. 

그러면 유도 요소의 유도가 증가합니다. 그러면 유도 요소가 회전하기 시작합니다. 유도 요소의 회전 속도는 고장의 정도, 즉 유도 요소의 전류량에 따라 달라집니다. 디스크의 회전이 진행됨에 따라 나선형 스프링 결합이 감겨서 스프링의 장력이 전압으로 충전된 자석의 극면에서 암추를 끌어당길 만큼 충분해질 때까지 감깁니다.

디스크가 운행하는 각도는 전압으로 충전된 자석의 인력에 따라 달라집니다. 인력이 클수록 디스크의 운행 거리는 커집니다. 이 자석의 인력은 선로 전압에 따라 달라집니다. 선로 전압이 클수록 인력이 커지므로 디스크의 운행 거리가 길어집니다. 즉, 작동 시간은 V에 비례합니다.

또한, 유도 요소의 회전 속도는 이 요소의 전류에 거의 비례합니다. 따라서 작동 시간은 전류에 반비례합니다.

따라서 릴레이의 작동 시간은,