Hva er distansesikring?

Hva er distansesikring?

Definisjon av impedanserelay

Et impedanserelay, også kjent som distansesikring, er definert som en enhet som utløses basert på den elektriske impedansen målt fra feilens plassering til reléet.

Arbeidsprinsipp for distansesikring eller impedanserelay

Arbeidsprinsipp for impedanserelay: Arbeidet med et impedanserelay er enkelt. Det bruker et spennings-element fra en potensialtransformator og et strøm-element fra en strømtransformator. Reléets handling avhenger av balansen mellom gjenopprettingsmomentet (fra spenning) og avviklingsmomentet (fra strøm).

Normalt vs. Feilkondisjoner: Under normale forhold overstiger gjenopprettingsmomentet (fra spenning) avviklingsmomentet (fra strøm), og holder reléet inaktiv. Ved en feil, øker strømmen og spenningen reduseres, noe som skifter denne balansen, aktiverer reléet ved å lukke kontaktpunktene. Dermed bestemmes reléets funksjon av impedansen, eller forholdet mellom spenning og strøm.

Aktiveringstrøkkel: Impedanserelayet aktiveres når forholdet mellom spenning og strøm, eller impedansen, falt under en forhåndsdefinert verdi. Dette indikerer typisk en feil innenfor en spesifikk, forhåndsbestemt avstand langs overføringslinjen, da linjeimpedansen er proporsjonal med dens lengde.

Typer av distansesikring eller impedanserelay

Det finnes hovedsakelig to typer distanserelay–

Definitiv distansesikring

Dette er en type av balansestangrelay. Her er en stang plassert horisontalt og støttet av en sving i midten. En ende av stangen trekkes nedover av magnetkraften fra spenningsspolen, fosnert fra en potensialtransformator koblet til linjen. 

Den andre enden av stangen trekkes nedover av magnetkraften fra strømspolen, fosnert fra en strømtransformator koblet i serie med linjen. På grunn av momentet produsert av disse to nedoverkrefter, står stangen i likevekt. Momentet fra spenningsspolen fungerer som gjenopprettingsmoment, mens momentet fra strømspolen fungerer som avviklingsmoment.

Feilrespons: Under normale driftsholdninger holder det større gjenopprettingsmomentet relékoblingene åpne. En feil innenfor den beskyttede zonen fører til en reduksjon i spenningen og en økning i strømmen, noe som senker impedansen under de satt nivåene. Denne ubalansen fører til at strømspolen dominerer, tilter stangen, lukker koblingene og utløser den tilknyttede kretsavbryteren.

Tidsbasert distansesikring

Denne forsinkelsen justerer automatisk sin driftstid i henhold til avstanden fra reléet til feilpunktet. Tidsbasert impedanserelay vil ikke bare virke avhengig av forholdet mellom spenning og strøm, men dens driftstid avhenger også av verdien av dette forholdet. Dette betyr,

Konstruksjon av tidsbasert impedanserelay

Relékonsruksjon: Tidsbasert impedanserelay inkluderer et strømdrevet element, som en dobbelspols induksjonsoverstrømrelé. Mekanismen inneholder en axel med en plate, koblet via en spiralfjær til en annen axel som håndterer relékoblingene. En elektromagnet, energisert av kretsens spenning, holder disse koblingene åpne under normale forhold.

Driftsprinsipp for tidsbasert impedanserelay

Under normale driftsbetingelser er attraksjonskraften fra armaturen, fosnert fra PT, større enn kraften generert av induksjonselementet, slik at relékoblingene forbli åpne. Når det oppstår en kortslutningsfeil i overføringslinjen, øker strømmen i induksjonselementet. 

Deretter øker induksjonen i induksjonselementet. Så begynner induksjonselementet å rotere. Rotasjonshastigheten til induksjonselementet avhenger av feilnivået, altså mengden strøm i induksjonselementet. Som rotasjonen av platen fortsetter, vrires spiralfjærforkoblingen opp til fjærens spenning er nok til å trekke armaturen unna polflaten av spenningselektromagneten.

Vinkelen som platen beveger seg før reléet utløses, avhenger av trakten av spenningselektromagneten. Jo større trakten, jo større vil bevegelsen av platen være. Trakten av denne magneten avhenger av linjespenningen. Jo større linjespenningen, jo større vil trakten være, dermed lengre vil reisen av platen være, altså driftstiden er proporsjonal med V.

Igjen, rotasjonshastigheten til induksjonselementet er omtrent proporsjonal med strømmen i dette elementet. Dermed er driftstiden omvendt proporsjonal med strømmen.

Derfor er driftstiden for reléet,