विभेदीय संरक्षण रिले
परिभाषा
विभेदक संरक्षण रिले एक ऐसा रिले है जिसका कार्य दो या अधिक विद्युत मात्राओं के फेज अंतर पर निर्भर करता है। यह एक ही विद्युत मात्राओं के फेज कोण और मात्रा की तुलना करने के सिद्धांत पर काम करता है।
उदाहरण
एक ट्रांसमिशन लाइन के इनपुट और आउटपुट करंट की तुलना को एक उदाहरण के रूप में लें। यदि ट्रांसमिशन लाइन का इनपुट करंट आउटपुट करंट से अधिक हो, तो यह इंगित करता है कि किसी दोष के कारण इसमें अतिरिक्त करंट बह रहा है। यह करंट का अंतर विभेदक संरक्षण रिले को सक्रिय कर सकता है।
संचालन के लिए आवश्यक शर्तें
विभेदक संरक्षण रिले के सही तरीके से काम करने के लिए, निम्नलिखित शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए:
रिले का उपयोग किया गया नेटवर्क में दो या अधिक समान विद्युत मात्राएँ होनी चाहिए।
ये मात्राएँ लगभग 180º का फेज विस्थापन होना चाहिए।
विभेदक संरक्षण रिले विभिन्न विद्युत घटकों जैसे जनरेटर, ट्रांसफॉर्मर, फीडर, बड़े मोटर और बस-बार की संरक्षा के लिए उपयोग किए जाते हैं। उन्हें निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है:
करंट विभेदक रिले
वोल्टेज विभेदक रिले
पक्षपातपूर्ण या प्रतिशत विभेदक रिले
वोल्टेज बैलेंस विभेदक रिले
करंट विभेदक रिले
करंट विभेदक रिले एक ऐसा रिले है जो विद्युत प्रणाली में प्रवेश करने वाले करंट और निकलने वाले करंट के फेज अंतर को निर्धारित करता है और इसका प्रतिक्रिया देता है। नीचे दी गई आकृति में ऑवरकरंट रिले को विभेदक रिले के रूप में काम करने के लिए जोड़ा गया है।
ऑवरकरंट रिले की व्यवस्था नीचे दी गई आकृति में दिखाई गई है। डॉटेड लाइन संरक्षित क्षेत्र को दर्शाती है। करंट ट्रांसफॉर्मर (CTs) संरक्षित क्षेत्र के दोनों सिरों पर स्थित होते हैं। इन ट्रांसफ॑र्मरों के सेकेंडरीज़ पायलट वायरों के माध्यम से श्रृंखला में जुड़े होते हैं। इस परिणामस्वरूप, CTs में प्रेरित करंट एक ही दिशा में बहता है। रिले का ऑपरेटिंग कोइल CTs के सेकेंडरीज़ से जुड़ा होता है।
सामान्य संचालन स्थिति में, करंट ट्रांसफॉर्मर (CTs) के सेकेंडरीज़ में करंट की मात्रा समान होती है, जिसके परिणामस्वरूप ऑपरेटिंग कोइल में कोई करंट नहीं बहता। हालांकि, जब कोई दोष होता है, तो CTs के सेकेंडरीज़ में करंट की मात्रा असमान हो जाती है, जिससे रिले काम करना शुरू कर देता है।
पक्षपातपूर्ण या प्रतिशत विभेदक कोइल
पक्षपातपूर्ण या प्रतिशत विभेदक रिले सबसे अधिक प्रयोग किया जाने वाला विभेदक रिले है। इसकी व्यवस्था करंट विभेदक रिले के समान है। इसमें एक अतिरिक्त रेस्ट्रेनिंग कोइल शामिल होती है, जो पायलट वायरों में जुड़ी होती है, जैसा कि नीचे दी गई आकृति में दिखाया गया है।
ऑपरेटिंग कोइल रेस्ट्रेनिंग कोइल के मध्य बिंदु पर जुड़ा होता है। जब कोई दोष करंट होता है, तो करंट ट्रांसफॉर्मर में करंट का अनुपात असंतुलित हो जाता है। हालांकि, यह समस्या रेस्ट्रेनिंग कोइल द्वारा प्रभावी रूप से संतुलित की जाती है।
प्रेरण टाइप पक्षपातपूर्ण विभेदक रिले
प्रेरण टाइप पक्षपातपूर्ण विभेदक रिले में एक डिस्क होता है जो इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के बीच स्वतंत्र रूप से घूमता है। प्रत्येक इलेक्ट्रोमैग्नेट में एक तांबे का छायांकन रिंग होता है, जो इलेक्ट्रोमैग्नेट में आने जाने की क्षमता रखता है। डिस्क ऑपरेटिंग और रेस्ट्रेनिंग तत्वों दोनों के प्रभाव से प्रभावित होता है, जिसके परिणामस्वरूप इस पर एक नेट बल लगता है।
जब छायांकन रिंग की स्थिति ऑपरेटिंग और रेस्ट्रेनिंग तत्वों दोनों के लिए संतुलित होती है, तो रिंग पर लगने वाला परिणामी टार्क शून्य हो जाता है। हालांकि, यदि रिंग लोहे के कोर की ओर बढ़ता है, तो ऑपरेटिंग और रेस्ट्रेनिंग कोइलों के संयुक्त प्रभाव से रिंग पर असमान टार्क लगेगा।
वोल्टेज बैलेंस विभेदक रिले
करंट विभेदक रिले फीडर की संरक्षा के लिए अनुपयुक्त है। फीडर की संरक्षा के लिए वोल्टेज बैलेंस विभेदक रिले का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज बैलेंस विभेदक रिले व्यवस्था में, दो समान करंट ट्रांसफॉर्मर संरक्षित क्षेत्र के दोनों सिरों पर स्थित होते हैं और पायलट वायरों के माध्यम से जुड़े होते हैं।
ये रिले करंट ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरीज़ के श्रृंखला में जुड़े होते हैं। उन्हें ऐसा कन्फिगर किया जाता है कि सामान्य संचालन के दौरान उनमें कोई करंट नहीं बहता। वोल्टेज बैलेंस विभेदक रिले एयर-कोर करंट ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करता है, जिसमें वोल्टेज बहने वाले करंट के अनुपात में प्रेरित होता है।
जब संरक्षित क्षेत्र में कोई दोष होता है, तो करंट ट्रांसफॉर्मर (CTs) में करंट असंतुलित हो जाता है। यह असंतुलन CTs के सेकेंडरीज़ में वोल्टेज को विघटित करता है। इस परिणामस्वरूप, रिले के ऑपरेटिंग कोइल में करंट बहना शुरू होता है। इस परिणामस्वरूप, रिले सक्रिय हो जाता है और सर्किट ब्रेकर को ट्रिप करने और दोषपूर्ण सर्किट के भाग को अलग करने का आदेश देता है।
