Co to jest relé ochrony odległościowej?

Czym jest relé ochrony odległościowej?

Definicja relé impedancyjnego

Relé impedancyjne, znane również jako relé odległościowe, to urządzenie, które aktywuje się na podstawie mierzonej impedancji elektrycznej od miejsca uszkodzenia do relé.

Zasada działania relé odległościowego lub impedancyjnego

Zasada działania relé impedancyjnego : Działanie relé impedancyjnego jest proste. Używa ono elementu napięciowego z transformatora potencjalnego i elementu prądowego z transformatora prądowego. Działanie relé zależy od bilansu między momentem przywracającym (z napięcia) a momentem odchylającym (z prądu).

Warunki normalne vs. warunki awaryjne: W warunkach normalnych, moment przywracający (z napięcia) przewyższa moment odchylający (z prądu), co powoduje, że relé pozostaje nieaktywne. Podczas uszkodzenia, wzrost prądu i spadek napięcia zmieniają ten bilans, aktywując relé poprzez zamknięcie jego kontaktów. Zatem funkcja relé jest określana przez impedancję, czyli stosunek napięcia do prądu.

Próg aktywacji: Relé impedancyjne aktywuje się, gdy stosunek napięcia do prądu, czyli impedancja, spadnie poniżej określonej wartości. Oznacza to zwykle uszkodzenie w określonej, wcześniej zdefiniowanej odległości wzdłuż linii przesyłowej, ponieważ impedancja linii jest proporcjonalna do jej długości.

Typy relé odległościowego lub impedancyjnego

Istnieją głównie dwa typy relé odległościowego–

Relé odległościowe stałe

To po prostu odmiana relé wahadłowego. Tutaj jedno wahadło jest ułożone poziomo i wsparte na środku za pomocą zawiasu. Jeden koniec wahadła jest ciągnięty w dół przez siłę magnetyczną cewki napięciowej, zasilanej z transformatora potencjalnego podłączonego do linii. 

Drugi koniec wahadła jest ciągnięty w dół przez siłę magnetyczną cewki prądowej zasilanej z transformatora prądowego podłączonego szeregowo z linią. Dzięki momentom wywołanym przez te dwie siły skierowane w dół, wahadło pozostaje w równowadze. Moment wywoływany przez cewkę napięciową pełni rolę momentu przywracającego, a moment wywoływany przez cewkę prądową pełni rolę momentu odchylającego.

Reakcja na uszkodzenie: W normalnym działaniu, większy moment przywracający utrzymuje kontakty relé otwarte. Uszkodzenie w chronionym obszarze powoduje spadek napięcia i wzrost prądu, obniżając impedancję poniżej ustawionych poziomów. Ten dysbalans powoduje, że cewka prądowa dominuje, nachylając wahadło, co powoduje zamknięcie kontaktów i wyłączenie odpowiedniego wyłącznika.

Relé odległościowe czasowe

Ten opóźnieniowy automatycznie dostosowuje swój czas działania w zależności od odległości relé od miejsca uszkodzenia. Relé odległościowe czasowe nie działa tylko w zależności od stosunku napięcia do prądu, ale także jego czas działania zależy od wartości tego stosunku. To oznacza,

Konstrukcja relé odległościowego czasowego

Konstrukcja relé: Relé odległościowe czasowe obejmuje element napędzany prądem, takie jak relé indukcyjne przeciążeniowe z podwójną cewką. Jego mechanizm obejmuje wałek z tarczą, połączony przez sprężynę spiralną z innym wałkiem, który zarządza kontaktami relé. Elektromagnes, zasilany napięciem z obwodu, utrzymuje te kontakty otwarte w normalnych warunkach.

Zasada działania relé odległościowego czasowego

W normalnych warunkach pracy siła przyciągania armatury zasilanej z TP jest większa niż siła generowana przez element indukcyjny, dlatego kontakty relé pozostają w otwartym położeniu. Gdy wystąpi uszkodzenie krótkiego zwarcia w linii przesyłowej, prąd w elemencie indukcyjnym wzrasta. 

Następnie indukcja w elemencie indukcyjnym rośnie. Następnie element indukcyjny zaczyna się obracać. Prędkość obrotowa elementu indukcyjnego zależy od poziomu uszkodzenia, tj. ilości prądu w elemencie indukcyjnym. W miarę postępu obrotu tarczy, sprężyna spiralna jest nawijana, aż napięcie sprężyny jest wystarczające, aby oderwać armaturę od pola biegunowego magnesu zasilanego napięciem.

Kąt, przez jaki tarcza podróżuje, przed działaniem relé zależy od siły przyciągania magnesu zasilanego napięciem. Im większa siła przyciągania, tym większy będzie zakres ruchu tarczy. Siła przyciągania tego magnesu zależy od napięcia linii. Im większe napięcie linii, tym większe przyciąganie, a więc dłuższy będzie zakres ruchu tarczy, czyli czas działania jest proporcjonalny do V.

Ponadto, prędkość obrotowa elementu indukcyjnego jest proporcjonalna do prądu w tym elemencie. Stąd, czas działania jest odwrotnie proporcjonalny do prądu.

Dlatego czas działania relé,