Diferensial Röley
Elektrik sistemlərində istifadə olunan relaylar müxtəlif növləridir. Onların arasından diferansiyal relay transformatorları və generatorları lokal xətalardan qorumaq üçün çox istifadə olunur.
Diferansiyal relaylar qorunma zonası daxilində baş verən xətalara çox həssasdır, lakin bu zonanın kənarında baş verən xətalara ən az həssasdırlar. Çox sayda relay, məsələn, gəlir cərəyan relayı, cərəyan belə bir qiyməti aşarsa işə salınır. Amma diferansiyal relayın prinsipi bir az fərqlidir. O, iki və ya daha çox oxşar elektrik parametrləri arasındakı fərqə görə işə salınır.
Diferansiyal Relayın Tərif
Diferansiyal relay, iki və ya daha çox oxşar elektrik parametrləri arasındakı fərq belə bir predetermin edilmiş qiyməti aşdıqda işə salınan relaydır. Diferansiyal relay şemasında, elektrik enerjisi şəbəkəsinin iki hissəsindən gələn iki cərəyan var. Bu iki cərəyan, relay bobinin qoşulduğu bir qoşulma nöqtəsində üzləşir. Kirxof Cərəyan Qanunu əsasında, relay bobini keçən nəticəvi cərəyan, elektrik enerjisi şəbəkəsinin iki fərqli hissəsindən gələn iki cərəyanın cəmi ilə eyni deyildir. Əgər hər iki cərəyanın polüsi və amplitudu belə tənzimlənib ki, normal işləmə vəziyyətində bu iki cərəyanın fazor cəmi sıfıra bərabərdirsə, o zaman relay bobini keçən cərəyan yoxdur. Amma, əgər enerji şəbəkəsində hər hansı bir abnormaliya baş verirsə, bu tarazlıq pozulsa, yəni bu iki cərəyanın fazor cəmi artıq sıfır deyilsə, relay bobini keçən sıfırdan fərqli cərəyan olacaq və relay işə salına bilər.
Cərəyan diferansiyal şemasında, korunan təchizatın hər iki tərəfinə qoşulan iki cərəyan transformatoru seti var. Cərəyan transformatorlarının nisbəti belə seçilib ki, cərəyan transformatorlarının ikinci tərəfindən gələn cərəyanlar həcm itibarı ilə uyğun gəlir.
Cərəyan transformatorlarının polüsləri belə tənzimlənib ki, bu CT-lərin ikinci tərəfindən gələn cərəyanlar bir-birinə zidd dərəcədədir. Şəkildən görünür ki, yalnız bu iki ikinci tərəfi cərəyan arasında sıfırdan fərqli fərq yarandıqda, bu diferansiyal cərəyan relay bobinin işləmə siqnəlinə keçir. Əgər bu fərq relayın pike dəyərindən böyükdürsə, o, sirketləri açmaq və korunan təchizatı sistemdən izolyasiya etmək üçün işə salına bilər. Diferansiyal relayda istifadə olunan relay elementi, ancaq korunan təchizatın daxilindəki xətanı təmizləmək üçün adapt edilmiş olan çöküş anında işə salılan tipli relaydır. Başqa sözlə, diferansiyal relay ancaq təchizatın daxili xətasını təmizləməlidir, buna görə də korunan təchizat təchizatın özündə hər hansı bir xəta baş verdiyi anda izolyasiya edilməlidir. Sistemdəki digər relaylarla koordinasiya üçün heç bir vaxt gecikməsi olması lazımdır.
Diferansiyal Relayın Növləri
İşləmə prinsipinə görə əsasən iki diferansiyal relay növü mövcuddur.
Cərəyan Balans Diferansiyal Relay
Gerilim Balans Diferansiyal Relay
cərəyan diferansiyal relayda korunan təchizatın hər iki tərəfinə iki cərəyan transformatoru quraşdırılır. CT-lərin ikinci tərəfləri belə ardıcıl qoşulur ki, onlar eyni istiqamətdə ikinci tərəf CT cərəyanını daşıyır.
Relay elementinin işləmə bobini CT-lərin ikinci tərəf siqnəline qoşur. Normal işləmə vəziyyətlərində, korunan təchizat (ya enerji transformatoru, ya da alternator) normal cərəyanı daşıyır. Bu vəziyyətdə, CT1-nin ikinci tərəfi cərəyanı I1 və CT2-nin ikinci tərəfi cərəyanı I2 olsun. Şəkildən görünür ki, relay bobuni keçən cərəyan I1-I2-dir. Daha əvvəl dediyimiz kimi, cərəyan transformatorlarının nisbəti və polüsləri belə seçilib ki, I1 = I2, buna görə relay bobunu keçən cərəyan yoxdur. İndi, əgər CT-lərin örtüyü kənarında hər hansı bir xəta baş verirsə, xəta cərəyanı hər iki cərəyan transformatorisinin birincisi keçir və buna görə də hər iki cərəyan transformatorisinin ikinci tərəfi cərəyanları normal işləmə vəziyyətinə bənzər qalır. Bu vəziyyətdə relay işə salılmaz. Amma əgər korunan təchizatın daxilində hər hansı bir zemin xətası baş verirsə, iki ikinci tərəfi cərəyan artıq bərabər olmayacaq. Bu halda diferansiyal relay, xətalı təchizatı (transformator və ya alternator) sistemdən izolyasiya etmək üçün işə salına bilər.
Bu növ relay sistemi əsasən bir neçə dezavantajlardan çərik alır
CT ikinci tərəfindən uzaq relay panelinə qədər kabel impedansında uyğunsuzluq ola bilər.
Bu pilot kablının kapasitansi, təchizatın xaricində böyük xəta baş verdiqda relayin yanlış işləməsinə səbəb olur.
Cərəyan transformatoru xüsusiyyətlərinin tam uyğunluğu elde edilə bilməyəcək, buna görə də normal işləmə vəziyyətlərində relay içərisində sıçrama cərəyanı akışa bilər.
Faizi Diferansiyal Relay
Bu, diferansiyal cərəyanın, korunan hissədən keçən cərəyanla əlaqəli olan faizi terminin əsasında reaksiya vermək üçün dizayn edilmişdir. Bu növ relayda, relayin işləmə bobunun əlavə olaraq, məhdudlaşdırıcı bobinlər mövcuddur. Məhdudlaşdırıcı bobinlər, işləmə momentinə zidd moment yaratır. Normal və xəta vəziyyətlərində, məhdudlaşdırıcı moment işləmə momentindən böyükdür. Buna görə relay pasiv qalır. Daxili xəta baş verdiqda, işləmə qüvvəsi bias qüvvəsindən böyükdür və buna görə relay işə salına bilər. Bu bias qüvvəsi, məhdudlaşdırıcı bobinlərdəki sarımların sayı ilə tənzimlənə bilər. Aşağıdaki şəkilə görə, əgər I1 CT1-nin ikinci tərəfi cərəyanı və I2 CT2-nin ikinci tərəfi cərəyanı olsun, o zaman işləmə bobunu keçən cərəyan I1 – I2 və məhdudlaşdırıcı bobunu keçən cərəyan (I1 + I2)/2 dir. Normal və xəta vəziyyətlərində, məhdudlaşdırıcı bobinlər tərəfindən (I1+ I2)/2 cərəyanı tərəfindən yaratılan moment, işləmə bobunun I1– I2 cərəyanı tərəfindən yaratılan momentdən böyükdür, amma daxili xəta vəziyyətlərində bu momentlər zidd olur. Bias ayarı (I1– I2)/(I1+ I2)/2 nisbəti kimi təyin edilir.
Yuxarıdakı izahdan görünür ki, məhdudlaşdırıcı bobinlərdən keçən cərəyan neçə də böyükdür, işləmə bobunu işə salmaq üçün lazımlı cərəyan neçə də böyükdür. Relay faizi relay adlanır, çünki triplik üçün lazımlı işləmə cərəyanı, keçən cərəyanın faizlə ifadə edilə bilər.
Diferansiyal Relay üçün CT Nisbəti və Qoşuluş
Bu sadə qayda budur ki, yıldız dolgusunda olan hər hansı bir cərəyan transformatoru delta formasında qoşulsun və delta dolgusunda olan hər hansı bir cərəyan transformatoru yıldız formasında qoşulsun. Bu, relay siqnəlinin sıfır sırası cərəyanını silmək üçün edilir.
CT-lər yıldız formasında qoşulsalar, CT nisbəti In/1 və ya 5 A olacaqdır
CT-lər delta formasında qoşulsalar, CT nisbəti In/0.5775 və ya 5×0.5775 A olacaqdır
Gerilim Balans Diferansiyal Relay
Bu tərzdə, cərəyan transformatoru, təchizatın hər iki tərəfinə belə qoşulur ki, hər iki cərəyan transformatorisinin ikinci tərəfində indüktsiya edilən EMF-lər bir-birinə zidd olsun. Bu deməkdir ki, təchizatın hər iki tərəfindən gələn cərəyan transformatorisinin ikinci tərəfləri, zidd polüslərlə ardıcıl qoşulur. Diferansiyal relay bobini, cərəyan transformatorisinin ikinci tərəflərinin ardıcıl qoşuluşundan yaranan çevrənin bir yerinə daxil edir. Normal işləmə vəziyyətlərində və həmçinin xəta vəziyyətlərində, hər iki CT ikinci tərəfində indüktsiya edilən EMF-lər bir-birinə bərabər və zidd olduğu üçün relay bobunu keçən cərəyan yoxdur. Amma, təchizatın korunan hissəsində hər hansı bir daxili xəta baş verdiyi anda, bu EMF-lər artıq balanslı olmur və relay bobunu keçən cərəyan başlayır, buna görə də sirketləri triplik edir.
Gerilim balans diferansiyal relayında bir neçə dezavantaj vardır, məsələn, cərəyan transformatoru cütleri arasında dəqiqlik balansı əldə etmək üçün multi tap transformer inşası tələb olunur. Sistem, nisbətən qısqa uzunluqdakı kablaların qorunması üçün uyğundur, əks halda pilot kablaların kapasitansi performansı pozula bilər. Uzun kablarda, zəruri olan şarj cərəyanı, cərəyan transformatoru arasında mükəmməl balans əldə edildikdə də relayin işə salın
