Principe de fonctionnement et types de relais de distance ou de relais d'impédance

Il existe un type de relais qui fonctionne en fonction de la distance de la panne sur la ligne. Plus précisément, le relais fonctionne en fonction de l'impédance entre le point de panne et le point où le relais est installé. Ces relais sont connus sous le nom de relais de distance ou relais d'impédance.

Principe de fonctionnement du relais de distance ou d'impédance

Le principe de fonctionnement du relais de distance ou relais d'impédance est très simple. Il y a un élément de tension provenant du transformateur de tension et un élément de courant alimenté par le transformateur de courant du système. Le couple de déviation est produit par le courant secondaire du TC et le couple de rétablissement est produit par la tension du transformateur de tension.

Dans les conditions normales de fonctionnement, le couple de rétablissement est supérieur au couple de déviation. Ainsi, le relais ne fonctionnera pas. Mais dans une condition de panne, le courant devient assez important tandis que la tension diminue. Par conséquent, le couple de déviation devient supérieur au couple de rétablissement et les parties dynamiques du relais commencent à se déplacer, ce qui finit par fermer le contact n° du relais. Ainsi, clairement, le principe de fonctionnement du relais de distance dépend du rapport de la tension et du courant du système. Comme le rapport de la tension au courant n'est rien d'autre que l'impédance, un relais de distance est également connu sous le nom de relais d'impédance.
Le fonctionnement d'un tel relais dépend de la valeur prédéfinie du rapport tension/courant. Ce rapport n'est rien d'autre que l'impédance. Le relais ne fonctionnera que lorsque ce rapport tension/courant devient inférieur à sa valeur prédéfinie. Ainsi, on peut dire que le relais ne fonctionnera que lorsque l'impédance de la ligne devient inférieure à l'impédance prédéfinie (tension/courant). Comme l'impédance d'une ligne de transport est directement proportionnelle à sa longueur, on peut facilement conclure qu'un relais de distance ne fonctionnera que si la panne se produit dans une distance ou une longueur de ligne prédéfinie.

Types de relais de distance ou d'impédance

Il existe principalement deux types de relais de distance–

1. Relais de distance défini.

2. Relais de distance temporel.

Examinons-les un par un.

Relais de distance défini

C'est simplement une variété de relais à balancier. Ici, un balancier est placé horizontalement et supporté par une charnière au milieu. Une extrémité du balancier est tirée vers le bas par la force magnétique de la bobine de tension, alimentée par le transformateur de tension attaché à la ligne. L'autre extrémité du balancier est tirée vers le bas par la force magnétique de la bobine de courant alimentée par le transformateur de courant connecté en série avec la ligne. En raison des couples produits par ces deux forces descendantes, le balancier reste en position d'équilibre. Le couple dû à la bobine de tension sert de couple de rétablissement et le couple dû à la bobine de courant sert de couple de déviation.

Dans les conditions normales de fonctionnement, le couple de rétablissement est supérieur au couple de déviation. Ainsi, les contacts de ce relais de distance restent ouverts. Lorsqu'une panne se produit dans le réseau, dans la zone protégée, la tension du réseau diminue et en même temps le courant augmente. Le rapport de la tension au courant, c'est-à-dire l'impédance, tombe en dessous de la valeur prédéfinie. Dans cette situation, la bobine de courant tire plus fortement le balancier que la bobine de tension, donc le balancier penche pour fermer les contacts du relais et, par conséquent, le disjoncteur associé à ce relais d'impédance va déclencher.

Relais de distance d'impédance temporelle

Ce retard ajuste automatiquement son temps de fonctionnement en fonction de la distance du relais du point de panne. Le relais de distance d'impédance temporelle ne fonctionnera non seulement en fonction du rapport tension/courant, mais son temps de fonctionnement dépendra également de la valeur de ce rapport. Cela signifie,

Construction du relais de distance d'impédance temporelle

Le relais est principalement composé d'un élément piloté par le courant, comme un relais de surintensité inductionnel à double enroulement. La broche portant le disque de cet élément est connectée par un couplage de ressort spiralé à une deuxième broche qui porte la pièce de pontage des contacts du relais. Le pont est normalement maintenu en position ouverte par un noyau maintenu contre la face polaire d'un électroaimant excité par la tension du circuit à protéger.

Principe de fonctionnement du relais de distance d'impédance temporelle

Dans les conditions normales de fonctionnement, la force d'attraction du noyau alimenté par le PT est supérieure à la force générée par l'élément inductif, donc les contacts du relais restent en position ouverte. Lorsqu'une panne de court-circuit se produit sur la ligne de transport, le courant dans l'élément inductif augmente. Alors, l'élément inductif commence à tourner. La vitesse de rotation de l'élément inductif dépend du niveau de la panne, c'est-à-dire de la quantité de courant dans l'élément inductif. À mesure que la rotation du disque progresse, le couplage de ressort spiralé est enroulé jusqu'à ce que la tension du ressort soit suffisante pour tirer le noyau loin de la face polaire de l'électroaimant excité par la tension.

L'angle de rotation du disque avant que le relais ne fonctionne dépend de la traction de l'électroaimant excité par la tension. Plus la traction est grande, plus le déplacement du disque sera grand. La traction de cet électroaimant dépend de la tension de ligne. Plus la tension de ligne est grande, plus la traction sera grande, donc plus le déplacement du disque sera long, c'est-à-dire que le temps de fonctionnement est proportionnel à V.
De plus, la vitesse de rotation de l'élément inductif est approximativement proportionnelle au courant dans cet élément. Ainsi, le temps de fonctionnement est inversement proportionnel au courant.

Par conséquent, le temps de fonctionnement du relais,

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