Differensiaalbeskermingsreël

Definisie

'n Differensiaalbeskermingsreël is een wat op die faseverskil van twee of meer elektriese groothede gebaseer is. Dit funksioneer op die beginsel van die vergelyking van die fasehoek en grootte van dieselfde elektriese groothede.

Voorbeeld

Neem byvoorbeeld die vergelyking van die inset- en uitsetstrome van 'n oordraglyn. As die grootte van die insetstroom van die oordraglyn die grootte van die uitsetstroom oorskry, dui dit daarop dat addisionele stroom deur 'n fout vloei. Hierdie verskil in stroom kan die differensiaalbeskermingsreël aktiveer.

Essensiële Voorwaardes vir Funksionering

Vir 'n differensiaalbeskermingsreël om regtig te funksioneer, moet die volgende voorwaardes vervul word:

• Die netwerk waarin die reël gebruik word, moet twee of meer soortgelyke elektriese groothede hê.

• Hierdie groothede moet 'n faseverskuwing van ongeveer 180º hê.

Differensiaalbeskermingsreëls word gebruik om verskeie elektriese komponente soos generatore, transformators, voeders, groot motore en busleiers te beskerm. Hulle kan as volg geklassifiseer word:

• Stroomdifferensiaalreël

• Spanningsdifferensiaalreël

• Gebiasseerde of Persentasiedifferensiaalreël

• Spanningsbalansdifferensiaalreël

Stroomdifferensiaalreël

'n Stroomdifferensiaalreël is 'n tipe reël wat die faseverskil tussen die stroom wat 'n elektriese stelsel binnegaan en die stroom wat dit verlaat, opspoor en daarop reageer. Die figuur hieronder illustreer 'n aanrigting waar oorstroomreëls aangesluit is om as 'n differensiaalreël te funksioneer.

Die konfigurasie van die oorstroomreël word in die figuur hieronder getoon. Die gestippelde lyn wys die afdeling wat beskerm moet word. Stroomtransformateurs (STs) is by albei ende van die beskermde sone geplaas. Die sekondaries van hierdie transformateurs is in reeks via pilotdrae verbonden. As gevolg hiervan vloei die strome wat in die STs geïnduseer word, in dieselfde rigting. Die bedryfsspoel van die reël is met die sekondaries van die STs verbonden.

Onder normale bedryfstoestande is die groottes van die strome in die sekondaries van die stroomtransformateurs (STs) identies, wat gevolglik nul stroom deur die bedryfsspoel laat vloei. Wanneer egter 'n fout voorkom, word die groottes van die strome in die ST sekondaries ongelyk, wat die reël laat begin werk.

Gebiasseerde of Persentasiedifferensiaalspoel

Die gebiasseerde of persentasiedifferensiaalreël is die mees algemeen gebruikte tipe differensiaalreël. Sy konfigurasie is soortgelyk aan dié van die stroomdifferensiaalreël. Die sleutelverskil lê in die insluiting van 'n bykomende remspoel, wat in die pilotdrae aangesluit is, soos in die figuur hieronder getoon.

Die bedryfsspoel is by die middelpunt van die remspoel aangesluit. Wanneer 'n foutstroom voorkom, word die stroomverhouding in die stroomtransformateurs ongebalanceerd. Hierdie probleem word egter effektief aangepak deur die remspoel.

Induksietype Gebiasseerde Differensiaalreël

Die induksietype gebiasseerde differensiaalreël het 'n skof wat vry tussen elektromagnete roteer. Elke elektromagnet is toegerus met 'n koper skaduwingring, wat in en uit die elektromagnet kan beweeg. Die skof word beïnvloed deur beide die rem- en bedryfselemente, wat lei tot 'n netto krag wat op hom werk.

Wanneer die posisie van die skaduwingring in 'n gebalanceerde toestand is vir beide die bedryfs- en remelemente, word die resulterende koppelkrags op die ring nul. Indien die ring egter na die yskern beweeg, word ongelyke koppels op die ring uitgeoefen as gevolg van die gecombineerde invloed van die bedryfs- en remspoels.

Spanningsbalansdifferensiaalreël

Die stroomdifferensiaalreël is nie geskik vir die beskerming van voeders nie. Om voeders te beskerm, word spanningsbalansdifferensiaalreëls gebruik. In 'n spanningsbalansdifferensiaalreël-aanrigting word twee identiese stroomtransformateurs by albei ende van die beskermde sone geplaas en via pilotdrae verbonden.

Hierdie reëls is in reeks met die sekondaries van die stroomtransformateurs verbonden. Hulle is op 'n manier geconfigureer wat verseker dat geen stroom deur hulle vloei tydens normale bedryf nie. Die spanningsbalansdifferensiaalreël maak gebruik van lugkern-stroomtransformateurs, waar spanninge in proporsie tot die stroom wat deur hulle vloei, geïnduseer word.

Wanneer 'n fout binne die beskermde sone voorkom, word die strome in die stroomtransformateurs (STs) ongebalanceerd. Hierdie onbalans stoorn die spanninge in die ST sekondaries. As gevolg hiervan begin stroom deur die bedryfsspoel van die reël vloei. Die reël aktiveer dan en gee 'n bevel aan die sirkuitsnitser om te trip en die foutige afdeling van die sirkel te isoleer.