एक प्रकार का रिले होता है जो लाइन में दोष की दूरी पर निर्भर करके काम करता है। विशेष रूप से, रिले दोष के बिंदु और रिले स्थापित किए गए बिंदु के बीच के इम्पीडेंस पर निर्भर करके संचालित होता है। इन रिलियों को दूरी रिले या इम्पीडेंस रिले के रूप में जाना जाता है।
दूरी रिले या इम्पीडेंस रिले का कार्य तत्व बहुत सरल है। यहाँ एक वोल्टेज तत्व होता है जो पोटेंशियल ट्रांसफार्मर से आता है और एक करंट तत्व जो करंट ट्रांसफार्मर से आता है। डिफ्लेक्टिंग टोक को CT का द्वितीयक करंट उत्पन्न करता है और पुनर्स्थापन टोक को पोटेंशियल ट्रांसफार्मर का वोल्टेज उत्पन्न करता है।
सामान्य संचालन की स्थिति में, पुनर्स्थापन टोक डिफ्लेक्टिंग टोक से अधिक होता है। इसलिए रिले संचालित नहीं होता। लेकिन दोष की स्थिति में, करंट बहुत बड़ा हो जाता है जबकि वोल्टेज कम हो जाता है। इस परिणामस्वरूप, डिफ्लेक्टिंग टोक पुनर्स्थापन टोक से अधिक हो जाता है और रिले के गतिशील भाग चलना शुरू हो जाते हैं जो अंततः रिले के नो कंटैक्ट को बंद कर देते हैं। इस प्रकार स्पष्ट रूप से दूरी रिले का कार्य या कार्य तत्व प्रणाली के वोल्टेज और करंट के अनुपात पर निर्भर करता है। क्योंकि वोल्टेज और करंट का अनुपात इम्पीडेंस ही होता है, इसलिए एक दूरी रिले को इम्पीडेंस रिले भी कहा जाता है।
ऐसे रिले का संचालन पूर्वनिर्धारित वोल्टेज और करंट के अनुपात पर निर्भर करता है। यह अनुपात इम्पीडेंस ही होता है। रिले केवल तभी संचालित होगा जब यह वोल्टेज और करंट का अनुपात इसके पूर्वनिर्धारित मान से कम हो जाए। इसलिए, यह कहा जा सकता है कि रिले केवल तभी संचालित होगा जब लाइन का इम्पीडेंस (वोल्टेज/करंट) इसके पूर्वनिर्धारित इम्पीडेंस से कम हो जाए। क्योंकि एक ट्रांसमिशन लाइन का इम्पीडेंस इसकी लंबाई के समानुपाती होता है, इसलिए यह आसानी से निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि एक दूरी रिले केवल तभी संचालित होगा जब दोष निर्धारित दूरी या लाइन की लंबाई के भीतर हो।
मुख्य रूप से दो प्रकार के दूरी रिले होते हैं–
निश्चित दूरी रिले।
समय दूरी रिले।
आइए एक-एक करके चर्चा करें।
यह सिर्फ एक प्रकार का बैलेंस बीम रिले है। यहाँ एक बीम को क्षैतिज रखा जाता है और बीच में हिंज पर समर्थित किया जाता है। बीम के एक सिरे को वोल्टेज कोईल से आने वाली चुंबकीय शक्ति द्वारा नीचे की ओर खींचा जाता है, जो लाइन से जुड़े पोटेंशियल ट्रांसफार्मर से आता है। बीम के दूसरे सिरे को नीचे की ओर खींचा जाता है, जो लाइन के श्रेणी में जुड़े करंट ट्रांसफार्मर से आने वाली करंट कोईल की चुंबकीय शक्ति द्वारा खींचा जाता है। इन दो नीचे की ओर की शक्तियों द्वारा उत्पन्न टोक के कारण, बीम एक संतुलन की स्थिति में रहता है। वोल्टेज कोईल द्वारा उत्पन्न टोक, पुनर्स्थापन टोक के रूप में काम करता है और करंट कोईल द्वारा उत्पन्न टोक, डिफ्लेक्टिंग टोक के रूप में काम करता है।
सामान्य संचालन की स्थिति में, पुनर्स्थापन टोक डिफ्लेक्टिंग टोक से अधिक होता है। इसलिए इस दूरी रिले के कंटैक्ट खुले रहते हैं। जब फीडर में कोई दोष होता है, तो फीडर का वोल्टेज कम हो जाता है और एक साथ करंट बढ़ जाता है। वोल्टेज और करंट का अनुपात यानी इम्पीडेंस पूर्वनिर्धारित मान से कम हो जाता है। इस स्थिति में, करंट कोईल वोल्टेज कोईल से अधिक मजबूत रूप से बीम को खींचता है, इसलिए बीम झुककर रिले के कंटैक्ट को बंद कर देता है और इस परिणामस्वरूप, इस इम्पीडेंस रिले से जुड़े सर्किट ब्रेकर ट्रिप हो जाता है।
यह देरी अपने संचालन समय को दोष बिंदु से रिले की दूरी के अनुसार स्वतः ढालती है। समय दूरी इम्पीडेंस रिले केवल वोल्टेज और करंट के अनुपात पर निर्भर करके संचालित नहीं होगा, इसका संचालन समय इस अनुपात के मान पर भी निर्भर करता है। यानी,
रिले मुख्य रूप से एक करंट चालित तत्व जैसे डबल वाइंडिंग टाइप इंडक्शन ओवर करंट रिले से बना होता है। इस तत्व के डिस्क को ले जाने वाले स्पिंडल को स्पाइरल स्प्रिंग कपलिंग द्वारा एक दूसरे स्पिंडल से जोड़ा जाता है, जो रिले कंटैक्ट्स के ब्रिजिंग पीस को ले जाता है। ब्रिज आमतौर पर एक आर्मेचर द्वारा खुले स्थिति में रखा जाता है, जो संरक्षित किए जाने वाले सर्किट के वोल्टेज से उत्तेजित इलेक्ट्रोमैग्नेट के पोल फेस के खिलाफ रखा जाता है।
सामान्य संचालन की स्थिति में, PT से आने वाले आर्मेचर का आकर्षण बल इंडक्शन तत्व द्वारा उत्पन्न बल से अधिक होता है, इसलिए रिले कंटैक्ट खुले स्थिति में रहते हैं। जब ट्रांसमिशन लाइन में एक शॉर्ट सर्किट दोष होता है, तो इंडक्शन तत्व में करंट बढ़ जाता है। फिर इंडक्शन तत्व घूमना शुरू कर देता है। इंडक्शन तत्व के घूमने की गति दोष के स्तर पर निर्भर करती है, यानी इंडक्शन तत्व में करंट की मात्रा पर। जैसे-जैसे डिस्क का घूमना चलता है, स्पाइरल स्प्रिंग कपलिंग लपेटा जाता है जब तक स्प्रिंग का तनाव आर्मेचर को वोल्टेज उत्तेजित चुंबक के पोल फेस से दूर खींचने के लिए पर्याप्त नहीं हो जाता।
डिस्क के घूमने से पहले रिले संचालित होने तक डिस्क का यात्रा किया गया कोण वोल्टेज उत्तेजित चुंबक के खींचने पर निर्भर करता है। जितना अधिक खींचना, उतना ही अधिक डिस्क की यात्रा होगी। इस चुंबक का खींचना लाइन वोल्टेज पर निर्भर करता है। जितना अधिक लाइन वोल्टेज, उतना ही अधिक खींचना, इसलिए डिस्क की यात्रा लंबी होगी, यानी संचालन समय V के समानुपाती है।
फिर, इंडक्शन तत्व के घूमने की गति लगभग इस तत्व में करंट के समानुपाती होती है। इसलिए, संचालन समय करंट के व्युत्क्रमानुपाती है।
