Διαφορικό Στρελνικ
Τα ρελέ που χρησιμοποιούνται στην προστασία των συστημάτων ενέργειας είναι διαφορετικών τύπων. Από αυτά, το διαφορικό ρελέ είναι ένα πολύ κοινά χρησιμοποιούμενο ρελέ για την προστασία των μετατροπέων και γεννήτριων από τοπικές βλάβες.
Τα διαφορικά ρελέ είναι πολύ ευαίσθητα σε βλάβες που προκαλούνται εντός της ζώνης προστασίας, αλλά είναι λιγότερο ευαίσθητα σε βλάβες που προκαλούνται εκτός της προστατευόμενης ζώνης. Τα περισσότερα ρελέ λειτουργούν όταν κάποια ποσότητα υπερβαίνει μια προκαθορισμένη τιμή, για παράδειγμα, το ρελέ υπερέντασης λειτουργεί όταν η ένταση που διέρχεται μέσα του υπερβαίνει μια προκαθορισμένη τιμή. Ωστόσο, ο προσανατολισμός του διαφορικού ρελέ είναι κάπως διαφορετικός. Λειτουργεί με βάση τη διαφορά μεταξύ δύο ή περισσότερων παρόμοιων ηλεκτρικών ποσοτήτων.
Ορισμός Διαφορικού Ρελέ
Το διαφορικό ρελέ είναι ένα ρελέ που λειτουργεί όταν η διαφορά μεταξύ δύο ή περισσότερων παρόμοιων ηλεκτρικών ποσοτήτων υπερβαίνει μια προκαθορισμένη τιμή. Στο σχήμα πλέξης του διαφορικού ρελέ, υπάρχουν δύο ρεύματα που προέρχονται από δύο μέρη ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Αυτά τα δύο ρεύματα συναντιούνται σε ένα σημείο σύνδεσης όπου είναι συνδεδεμένος ο κύκλος ενεργοποίησης του ρελέ. Σύμφωνα με τον νόμο του Kirchhoff για την ένταση, το αποτέλεσμα ρεύμα που διέρχεται μέσα από τον κύκλο ενεργοποίησης του ρελέ είναι το άθροισμα των δύο ρευμάτων, που προέρχονται από δύο διαφορετικά μέρη του ηλεκτρικού κυκλώματος. Εάν η πολικότητα και η ένταση των δύο ρευμάτων είναι τόσο προσαρμοσμένες ώστε το φασικό άθροισμα αυτών των δύο ρευμάτων, να είναι μηδέν σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας, δεν θα υπάρχει ρεύμα που διέρχεται μέσα από τον κύκλο ενεργοποίησης του ρελέ σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Ωστόσο, λόγω κάποιας ανωμαλίας στο κύκλωμα ενέργειας, αν αυτή η ισορροπία διαρκεί, δηλαδή το φασικό άθροισμα αυτών των δύο ρευμάτων δεν είναι πλέον μηδέν και θα υπάρχει μη μηδενικό ρεύμα που διέρχεται μέσα από τον κύκλο ενεργοποίησης του ρελέ, και έτσι το ρελέ θα λειτουργήσει.
Στο σχήμα διαφορικού ρεύματος, υπάρχουν δύο σύνολα μετατροπέων ρεύματος, καθένα συνδεδεμένο σε ένα μέρος της εξοπλισμού που προστατεύεται από διαφορικό ρελέ. Το πηλίκο των μετατροπέων ρεύματος είναι τόσο επιλεγμένο, ώστε τα δευτερεύοντα ρεύματα των δύο μετατροπέων ρεύματος να ταιριάζουν σε μέγεθος.
Η πολικότητα των μετατροπέων ρεύματος είναι τέτοια, ώστε τα δευτερεύοντα ρεύματα αυτών των CTs να αντιτάσσονται μεταξύ τους. Από το κύκλωμα είναι σαφές ότι μόνο αν δημιουργηθεί μη μηδενική διαφορά μεταξύ αυτών των δευτερεύοντων ρευμάτων, τότε μόνο αυτό το διαφορικό ρεύμα θα διέρχεται μέσα από τον κύκλο ενεργοποίησης του ρελέ. Εάν αυτή η διαφορά είναι μεγαλύτερη από την κορυφαία τιμή του ρελέ, θα λειτουργήσει για να ανοίξει τους ενεργοποιητές προκειμένου να απομονώσει την προστατευόμενη εξοπλισμό από το σύστημα. Το στοιχείο ρελέ που χρησιμοποιείται στο διαφορικό ρελέ είναι τύπου ελκυστήρα με άμεση ενεργοποίηση, καθώς το σχήμα διαφορικού είναι μόνο προσαρμοσμένο για την εκκαθάριση των βλαβών εντός της προστατευόμενης εξοπλισμό, δηλαδή το διαφορικό ρελέ πρέπει να εκκαθαρίσει μόνο τις εσωτερικές βλάβες της εξοπλισμό, και έτσι η προστατευόμενη εξοπλισμό πρέπει να απομονωθεί αμέσως όταν προκύψει κάποια βλάβη μέσα στην εξοπλισμό. Δεν χρειάζεται να υπάρχει καθυστέρηση για συντονισμό με άλλα ρελέ στο σύστημα.
Τύποι Διαφορικού Ρελέ
Υπάρχουν κυρίως δύο τύποι διαφορικού ρελέ με βάση την αρχή λειτουργίας.
Ρελέ Ισορροπίας Διαφορικού Ρεύματος
Ρελέ Ισορροπίας Διαφορικής Τάσης
Στο ρελέ διαφορικού ρεύματος είναι εγκατεστημένοι δύο μετατροπείς ρεύματος στο ένα και το άλλο μέρος της εξοπλισμό που προστατεύεται. Τα δευτερεύοντα κύκλωμα των CTs είναι συνδεδεμένα σε σειρά, έτσι ώστε να μεταφέρουν το δευτερεύον ρεύμα των CTs στην ίδια κατεύθυνση.
Ο κύκλος ενεργοποίησης του στοιχείου ρελέ είναι συνδεδεμένος στο δευτερεύον κύκλωμα των CTs. Κατά τις κανονικές συνθήκες λειτουργίας, η προστατευόμενη εξοπλισμό (είτε μετατροπέας ενέργειας είτε γεννήτρια) μεταφέρει κανονικό ρεύμα. Σε αυτή την κατάσταση, ας πούμε ότι το δευτερεύον ρεύμα του CT1 είναι I1 και το δευτερεύον ρεύμα του CT2 είναι I2. Είναι επίσης σαφές από το κύκλωμα ότι το ρεύμα που διέρχεται μέσα από τον κύκλο ενεργοποίησης του ρελέ είναι τίποτα άλλο από I1-I2. Όπως είπαμε προηγουμένως, το πηλίκο και η πολικότητα των μετατροπέων ρεύματος είναι τόσο επιλεγμένα, I1 = I2, άρα δεν θα υπάρχει ρεύμα που διέρχεται μέσα από τον κύκλο ενεργοποίησης. Τώρα, αν προκύψει κάποια βλάβη εξωτερικά της ζώνης που καλύπτεται από τους CTs, το βλαβώδες ρεύμα περνά από το πρωτεύον των δύο μετατροπέων ρεύματος και έτσι τα δευτερεύοντα ρεύματα των δύο μετατροπέων ρεύματος παραμένουν τα ίδια όπως στην περίπτωση των κανονικών συνθηκών λειτουργίας. Συνεπώς, σε αυτή την κατάσταση, το ρελέ δεν θα λειτουργήσει. Αλλά, αν προκύψει κάποια βλάβη στο εδάφος μέσα στην προστατευόμενη εξοπλισμό, όπως φαίνεται, τα δύο δευτερεύοντα ρεύματα δεν θα είναι πλέον ίσα. Σε αυτή την περίπτωση, το διαφορικό ρελέ θα λειτουργήσει για να απομονώσει την βλαβώδη εξοπλισμό (μετατροπέα ή γεννήτρια) από το σύστημα.
Προς αρχή, αυτό το τύπο συστήματος ρελέ υποφέρει από κάποιες αδυναμίες
Υπάρχει πιθανότητα αναλογίας της αντίστασης των καλωδίων από το δευτερεύον των CTs στον απομακρυσμένο πίνακα ρελέ.
Η τασικότητα αυτών των παραγωγικών καλωδίων προκαλεί λανθασμένη λειτουργία του ρελέ όταν προκύπτει μεγάλη βλάβη εξωτερικά της εξοπλισμό.
Δεν είναι δυνατή η ακριβής αντιστοίχιση των χαρακτηριστικών των μετατροπέων ρεύματος, άρα μπορεί να υπάρχει ροή ρεύματος μέσα από το ρελέ σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας.
Ρελέ Διαφορικού Ποσοστού
Αυτό σχεδιάστηκε για να απαντά στο διαφορικό ρεύμα σε όρους της κλασματικής σχέσης του ρεύματος που διέρχεται μέσα από την προστατευόμενη ενότητα. Σε αυτό το τύπο ρελέ, υπάρχουν κύκλοι περιορισμού εκτός από τον κύκλο ενεργοποίησης του ρελέ. Οι κύκλοι περιορισμού παράγουν ροπή αντίθετη στην ροπή ενεργοποίησης. Κατά τις κανονικές και τις διαδικασίες βλάβης, η ροπή περιορισμού είναι μεγαλύτερη από την ροπή ενεργοποίησης. Έτσι, το ρελέ παραμένει ανενεργό. Όταν προκύπτει εσωτερική βλάβη, η δύναμη λειτουργίας υπερβαίνει την δύναμη περιορισμού και, επομένως, το ρελέ λειτουργεί. Αυτή η δύναμη περιορισμού μπορεί να προσαρμοστεί αλλάζοντας τον αριθμό των σπειρών στους κύκλους περιορισμού. Όπως φαίνεται στο διάγραμμα παρακάτω, αν I1 είναι το δευτερεύον ρεύμα του CT1 και I
