Дифференциалды реле

Электр жүйесінің қорғауы үшін қолданылатын релелер түрлері артық. Олардың ішінде дифференциалды реле трансформаторлар мен генераторларды локалдық дефекттерден қорғау үшін кеңінен қолданылады.
Дифференциалды релелер қорғау зонасының ішіндегі дефекттерге өте жоюлы болады, бірақ олар қорғау зонасының сыртындағы дефекттерге ең аз жоюлы. Көптеген релелер, мысалы, ағымдық реле, ағым құрылғының арқасында белгіленген мәннен астам өткеннен кейін іске қосылады. Бірақ дифференциалды реленің принципі әлі де басқаша. Ол екі немесе одан да көп ұқсас электрлық шамдардың айырмасына байланысты іске қосылады.

Дифференциалды реленің анықтамасы

Дифференциалды реле - бұл екі немесе одан да көп ұқсас электрлық шамдардың айырмасы белгіленген мәннен астам өткенде іске қосылады. Дифференциалды реленің схемасында, электр энергиясының құрылғысының екі бөлігінен екі ағым келеді. Бұл екі ағым реленің спиральіне қосылатын желінің біріктіру нүктесінде кездеседі. Кирхгоф ағым заңына сәйкес, реленің спирали арқылы өтетін нәтижелік ағым - электр энергиясының құрылғысының екі әртүрлі бөлігінен келген екі ағымдың қосындысы. Егер екі ағымдың полярлығы мен амплитудасы сондай қалыптасқан, әдетте іске қосылу шартында олардың фазорлық қосындысы нөлге тең болса, онда реленің спирали арқылы өтуі керек ағым болмайды. Бірақ энергия құрылғысында қандай да бір аномалия пайда болғанда, бұл теңсіздік жоғалып, басқа айтқанда, екі ағымдың фазорлық қосындысы нөлден артық болса, реленің спирали арқылы өтуі керек ағым пайда болады, сонымен реле іске қосылады.

Ағымдық дифференциалды схемада, ағымдық трансформаторлардың екі жиынтығы дифференциалды реле арқылы қорғалатын құрылғының екі жағына қосылады. Ағымдық трансформаторлардың қатынасы сондай қалыптасқан, ағымдық трансформаторлардың екінші жүйелерінің ағымдары үлкендікте сәйкес келеді.
Ағымдық трансформаторлардың полярлықтары сондай қалыптасқан, олардың екінші жүйелерінің ағымдары бір-біріне қарсы. Схемадан айырмашылықтың бірдей емес екінші жүйелерінің ағымдары арасында пайда болған жағдайда, сонда тек дифференциалды ағым реленің іске қосылу спирали арқылы өтеді. Егер бұл айырмашылық реленің максималды мәнінен астам болса, ол құрылғыны системадан бөліп тастау үшін автоматты заттарды ачу үшін іске қосылады. Дифференциалды реленің элементі моменттік магниттік реле болады, себебі дифференциалды схема ғана қорғалатын құрылғының ішіндегі дефекттерді тазарту үшін адаптирован, басқа айтқанда, дифференциалды реле ғана құрылғының ішкі дефекттерін тазарту керек, сондықтан қорғалатын құрылғы құрылғының ішінде қандай да бір дефект пайда болған сайын әрі жезекке қосылатын. Басқа релелермен координация үшін уақытты бекіту қажет емес.

Дифференциалды релелер түрлері

Иске қосылу принципіне байланысты негізгі екі дифференциалды реле түрі бар.

1. Ағымдық дифференциалды реле

2. Вольттық дифференциалды реле

Ағымдық дифференциалды реле екі ағымдық трансформатор қорғалатын құрылғының екі жағына қосылады. Ағымдық трансформаторлардың екінші жүйелері сериялық қосылып, олардың екінші жүйелерінің ағымдары бір бағытта өтеді.

Реленің іске қосылу спирали ағымдық трансформаторлардың екінші жүйелеріне қосылады. Нормалды іске қосылу шартында, қорғалатын құрылғы (немесе энергия трансформаторы немесе генератор) нормалды ағымды өткізеді. Бұл жағдайда, айталық, CT1 екінші жүйесінің ағымы I1, ал CT2 екінші жүйесінің ағымы I2. Схемадан айырмашылықтың реленің спирали арқылы өтетін ағым I1-I2 деп айтылады. Мен бұрын айтқандай, ағымдық трансформаторлардың қатынасы мен полярлықтары сондай қалыптасқан, I1 = I2, сондықтан реленің спирали арқылы өтетін ағым болмайды. Егер CTлар қамтамасыз ететін зонаға сыртқы дефект пайда болса, дефекттік ағым ағымдық трансформаторлардың екінші жүйелерін өтеді, сондықтан ағымдық трансформаторлардың екінші жүйелерінің ағымдары нормалды іске қосылу шартында сияқты қалады. Сондықтан, бұл жағдайда реле іске қосылмайды. Бірақ қорғалатын құрылғының ішінде, суретте көрсетілгендей, жерде дефект пайда болса, екінші жүйелердің ағымдары бірдей болмайды. Сондықтан дифференциалды реле іске қосылып, дефектті құрылғы (трансформатор немесе генератор) системадан бөліп тастайды.
Принциптен, бұл түрдегі релелердің система деңгейінде кейбір қасиеттері бар.

1. CT екінші жүйесінен жалғаушы релепанельге дейін кабель импедансының мұқаталауының ықтималы бар.

2. Бұл жалғаушы кабелдердің капаситеті, құрылғының сыртындағы үлкен дефекттер пайда болғанда, реленің тура емес іске қосылуына әкеледі.

3. Ағымдық трансформаторлардың қасиеттерінің так мұқаталауы жасалмайды, сондықтан нормалды іске қосылу шартында реленің спирали арқылы өтетін ағым болуы мүмкін.

Проценттік дифференциалды реле

Бұл дифференциалды ағымды қорғалатын бөлікті өткізетін ағымға қатынасы терминінде жауап беру үшін құрылған. Бұл түрдегі реледе, реленің іске қосылу спиралина қосылған тормозылау спиралилері бар. Тормозылау спиралилері іске қосылу моментаға қарсы торк құрайды. Нормалды және дефекттік іске қосылу шарттарында, тормозылау торк ише қосылу торкқа үлкен. Сондықтан реле активті болмайды. Ішкі дефект пайда болғанда, іске қосылу күші тормозылау күшінен үлкен болады, сондықтан реле іске қосылады. Бұл тормозылау күші реттеу спиралилеріндегі виткілердің санын өзгертпен қалыптасқан. Төмендегі суретте көрсетілгендей, егер I1 CT1 екінші жүйесінің ағымы, ал I2 CT2 екінші жүйесінің ағымы болса, онда іске қосылу спирали арқылы өтетін ағым I1 – I2, ал тормозылау спирали арқылы өтетін ағым (I1 + I2)/2. Нормалды және дефекттік іске қосылу шарттарында, тормозылау спиралилері арқылы өтетін ағым (I1+ I2)/2 торк ише қосылу спирали арқылы өтетін ағым I1– I2 торкқа үлкен, бірақ ішкі дефекттік іске қосылу шартында олар қарама-қарсы болады. Және тормозылау параметрі (I1– I2)/(I1+ I2)/2 қатынасы түрінде анықталады.

Тормозылау спиралилері арқылы өтетін ағым үлкен болғанша, іске қосылу спирали үшін қажет болатын ағым мәні де үлкен болады. Реле проценттік деп аталады, себебі трип үшін қажет болатын іске қосылу ағымы арқы ағымдың проценті түрінде өрнектеледі.

Дифференциалды релеге қолданылатын CT қатынасы және байланысы

Ең жақсы түрде, бұл ереже құрылғының қандай да бір жұлдыз құрылғысындағы ағымдық трансформаторлары дельта қосылып, қандай да бір дельта құрылғысындағы ағымдық трансформаторлары жұлдыз қосылып, реленің схемасында нөлдік ағымды жою үшін қолданылады.
Егер CTлар жұлдыз қосылып, онда CT қатынасы I